2013 Fiscal Year Annual Research Report
幹細胞再生医療のための生物機能改変組織工学技術の開発
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25242044
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Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
田畑 泰彦 京都大学, 再生医科学研究所, 教授 (50211371)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山本 雅哉 京都大学, 再生医科学研究所, 准教授 (10332735)
戸口田 淳也 京都大学, 再生医科学研究所, 教授 (40273502)
梅澤 明弘 独立行政法人国立成育医療研究センター, その他部局等, その他 (70213486)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 幹細胞治療 / 生物機能改変 / 遺伝子導入材料 / 細胞培養基材 / 細胞培養技術 / 徐放化 / ゼラチン / ナノ粒子 |
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| Research Abstract |
本研究の目的は、幹細胞再生医療のための細胞機能を高める組織工学的技術の開発である。本研究では、遺伝子発現期間の制御に重点をおいた非ウイルス性遺伝子導入技術を開発する。生体吸収性ナノ粒子を活用して細胞内で遺伝子を徐放化（徐々に放出）することにより遺伝子発現期間を制御する。遺伝子導入のための非ウイルス性材料として、ゼラチンにスペルミンなどのジアミン化合物を反応させることによって、カチオン化ゼラチンを作製した。カチオン化ゼラチンとプラスミドDNAとを含む水溶液中へ有機溶媒を加えることで、コアセルベーションを形成、プラスミドDNA含有したカチオン化ゼラチンからなるナノ粒子を作製、グルタルアルデヒドによって架橋した。得られたナノ粒子を培養液中に加えた後、未分化骨髄間葉系幹細胞とともに培養、遺伝子発現活性を評価する。カチオン化ゼラチンナノ粒子は期待通り、細胞内に取り込まれ、細胞内でナノ粒子は分解され、それにともないプラスミドDNAが細胞内で徐放された。加えて、ゼラチンに乳酸オリゴマーをグラフトした後、難水溶性の低分子薬物と混合することで、薬物を含有したゼラチンナノ粒子を作製した。そのナノ粒子を幹細胞とともに培養したところ、細胞内で薬物の徐放化され、その薬物効果が長期にわたって維持できることがわかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
プラスミドDNAや薬物を含有したナノ粒子の作製が可能となり、それらの粒子が幹細胞に取り込まれ、細胞内で徐放化されることがわかった。この成果は当初の計画には記載していないものであり、ナノ粒子のプラスミドDNA以外への適用拡大の可能性を示した重要な結果である。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度に得られたプラスミドDNAあるいは低分子薬物を徐放化できるナノ粒子と足場材料とを組み合わせた機能性足場をデザインする。それらの足場で幹細胞を培養し、細胞機能の改変や増強につて検討していく。検討はin vitro細胞培養法と動物実験により進める。研究計画の変更あるいは研究を遂行する上での問題点はない。
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