機能性生体材料及びサイトカインを用いた骨髄、皮膚、毛細血管再生に関する研究

• Project/Area Number: 10J40089
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Biomedical engineering/Biological material science
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 岸本 聡子 慶應義塾大学, 理工学部, 特別研究員(RPD)
• Project Period (FY): 2010 – 2012
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000); Fiscal Year 2012: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000); Fiscal Year 2011: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2010: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000)
• Keywords: 機能性生体材料 / サイトカイン / 細胞キャリア / スフェロイド / 多血小板血漿(PRP) / 間葉系幹細胞 / 三次元培養法

Research Abstract

既にin vitroで基礎検討を実施してきたフラグミン/プロタミン混合微粒子(F/P MPs)及びフラグミン/プロタミン混合ナノ粒子(F/P NPs)を、機能性たんぱく質(サイトカイン)と併用或いは細胞キャリアとして使用する研究を中心に実施し、F/P MPs及びF/P NPsを用いた臨床実験に向けて準備を進めた。1.FGF-2或いは多血小板血漿(PRP)併用による治療効果(血管新生効果及び創傷治癒促進効果)の検討についての課題では、F/P MPsやF/P NPsを、自己PRPのキャリアとして用いた末梢虚血疾患治療の臨床適用に向けて必要な試験(有効性、安全性、安定性を含む)を実施している。また、血小板に含有される各種増殖因子のうち、特に高い細胞保護効果が知られているHGFが本キャリアによって吸着・保護されることを確認し、本キャリアが組織損傷部位における細胞増殖及び血管新生を促進する、有用で安全なHGFキャリアとなりうる可能性を示した。本研究の成果を論文として発表した。2.癌治療のための遺伝子デリバリーシステムについての課題では、pTK溶液、キトサン溶液及びコンドロイチン硫酸を用いて作製した三元複合体に対する抗腫瘍効果を確認した。さらに、Huh-7細胞皮下投与モデルを用いて、腫瘍組織内における遺伝子発現(β-ガラクトシダーゼ)をX-gal染色にて確認した。その結果、三元複合体投与群において、β-ガラクトシダーゼ発現細胞が有意に増加していた。これまでに得られたin vitro及びin vivoでの検討結果をまとめ、三元複合体による自殺遺伝子療法の成果を論文として発表した。3.F/P MPs被覆マトリックスを用いた間葉系幹細胞、造血系幹細胞等の増殖・分化誘導培養キットの作製についての課題では、ヒト血漿(Human Plasma)中の血小板とF/P MPsが複合体を形成することを利用した三次元ゲル培養法を確立した。本研究の成果を論文として発表した。

Research Products

• [Journal Article] Three-Dimensional Expansion Using Plasma-Medium Gel with Fragmin/Protamine Nanoparticles and FGF-2 to Stimulate Adipose-Derived Stromal Cells and Bone Marrow-Derived Mesenchymal Stem Cells (2013)
  • Author(s): Satoko Kishimoto. Masayuki Ishihara, Yasutaka Mori, Megumi Takikawa, Yuki Sumi, Shingo Nakamura, Toshinori Sato, Tomoharu Kiyosawa
  • Journal Title: BioResearch Open Access Volume: 1(6) Issue: 6 Pages: 314-323
  • DOI: 10.1089/biores.2012.0251
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Fragmin/protamine microparticles to adsorb and protect HGF and to function as local HGF carriers in vivo (2013)
  • Author(s): Satoko Kishimoto. Masayuki Ishihara, Shingo Nakamua, Masanori Fujita, Megumi Takikawa, Yuki Sumi, Tomoharu Kiyosawa, Toshinori Sato, Yasuhiro Kanatani
  • Journal Title: Acta Biomaterialia Volume: 9(1) Issue: 1 Pages: 4763-4770
  • DOI: 10.1016/j.actbio.2012.08.003
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] In vivo gene transfer using pDNA/chitosan/ chondroitin sulfate ternary complexes : influence of chondroitin sulfate on the stability of freeze-dried complexes and transgene expression in vivo (2013)
  • Author(s): Kenji Hagiwara, Satoko Kishimoto, Masayuk Ishihara, Yoshiyuki Koyama, Osam Mazda, Toshinori Sato
  • Journal Title: The Journal of Gene Medicine Volume: 15 Issue: 2 Pages: 83-92
  • DOI: 10.1002/jgm.2694
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Transplantation of inbred adipose aderived stromal cells in rats with plasm a gel containing fragmin/protamine microparticles and FGF-2 (2013)
  • Author(s): Sumi Y, Ishihara M, Kishimoto S, Takikawa M, Doumoto T, Azuma R, Nakamura S, Hattori H, Fujita M, Kiyosawa T
  • Journal Title: Journal of Biomedical Materials Research. Part B, Applied Biomaterials Volume: (掲載確定) Issue: 5 Pages: 784-891
  • DOI: 10.1002/jbm.b.32882
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Effects of platelet-rich plasma-containing fiagmin/protamine microparticles in enhancing endothelial and smooth muscle cell growth and inducing collateral vessels in a rabbit model of hindlimb ischemia. (2012)
  • Author(s): Fujita M, Horio T, Kishimoto S, Nakamura S, Takikawa M, Nakayama T, Yamamoto Y ; Shimizu M, Hattori H, Tachibana S, Ishihara M
  • Journal Title: Journal of Biomedical Materials Research. Part B, Applied Biomaterials Volume: 101(1) Issue: 1 Pages: 36-42
  • DOI: 10.1002/jbm.b.32808
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Delivery system for autologous growth factors fabricated with low-molecular-weight heparin and protamine to attenuate ischemic hind-limb loss in a mouse model (2012)
  • Author(s): Nakamura S, Takikawa M, Ishihara M, Nakayama T, Kishimoto S, Isoda S, Ozeki Y, Sato M, Maehara T
  • Journal Title: Journal of Artificial Organs Volume: 15(4) Issue: 4 Pages: 375-385
  • DOI: 10.1007/s10047-012-0658-0
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Attenuation of limb loss in an experimentally induced hindlimb ischemic model by fibroblast growth factor-2/fragmin/protamine microparticles as a delivery system (2012)
  • Author(s): Nakamura S, Ishihara M, Takikawa M, Kishimoto S, Isoda S, Fujita M, Sato M, Maehara T
  • Journal Title: Tissue Engineering. Part A Volume: 18(21-22) Issue: 21-22 Pages: 2239-2247
  • DOI: 10.1089/ten.tea.2011.0741
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Effective expansion of human adipose-derived stromal cells and bone marrow-derived mesenchymal stem cells cultured on a fragmin/protamine nanoparticles-coated substratum with human platelet-rich plasma (2012)
  • Author(s): Satoko Kishimoto, Masayuki Ishihara, Yasutaka Mori, Megumi Takikawa, Hidemi Hattori, Shingo Nakamura, Toshinori Sato
  • Journal Title: Journal of Tissue Engineering and Regenerative Medicine Volume: (掲載確定) Issue: 12 Pages: 1-9
  • DOI: 10.1002/term.1488
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Selective expansion of CD34+ cells from mouse bone marrow cultured on LH/P MP-coated plates with adequate cytokines (2011)
  • Author(s): Satoko Kishimoto, Masayuki ishihara, Yasuhiro Kanatani, Masaki Nambu, Megumi Takikawa, Yuki Sumi, Shingo Nakamura, Yasutaka Mori, Hidemi Hattori, Yoshihiro Tanaka, Toshinori Sato
  • Journal Title: Journal of Tissue Engineering Volume: 2(1) Issue: 1 Pages: 1-8
  • DOI: 10.1177/2041731411425419
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Enhanced effect of platelet-rich plasma containing a new carrier on hair growth (2011)
  • Author(s): Megumi Takikawa, Shin-ichiro Nakamura, Shingo Nakamura, Masayuki Ishirara, Satoko Kishimoto, Kaoru Sasaki, Satoshi Yanagibayashi, Ryuichi Azuma, Naoto Yamamoto, Tomoharu Kiyosawa
  • Journal Title: Dermatologic Surgery Volume: 37(12) Issue: 12 Pages: 1721-1729
  • DOI: 10.1111/j.1524-4725.2011.02123.x
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] PRP&F/P MPs improved survival of dorsal paired pedicle skin flaps in rats (2011)
  • Author(s): Megumi Takikawa, Yuki Sumi, Masayuki Ishihara, Satoko Kishimoto, Shingo Nakamura, Satoshi Yanagibayashi, Hidemi Hattori, Ryuichi Azuma, Naoto Yamamoto, Tomoharu Kiyosawa
  • Journal Title: Journal of Surgical Research Volume: 170(1) Issue: 1 Pages: e189-e196
  • DOI: 10.1016/j.jss.2011.05.051
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Fragmin/Protamine Microparticles (F/P MPs) as cell carriers enhance the formation and growth of tumors in vivo. (2011)
  • Author(s): Isao Kumano, Satoko Kishimoto, Shingo Nakamura, Hidemi Hattori, Yoshihiro Tanaka, Mitsuhiro Nakata, Toshinori Sato, Masanori Fujita, Tadaaki Maehara, Masayuki Ishihara.
  • Journal Title: Cellular and Molecular Bioengineering Volume: (In press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Enhancement of vascularization and granulation tissue formation by growth factors in human platelet-rich plasma-containing fragmin/protamine microparticles. (2011)
  • Author(s): Megumi Takikawa, Shin-Ichiro Nakamura, Shingo Nakamura, Masaki Nambu, Masayuki Ishihara, Masanori Fujita, Satoko Kishimoto, Takashi Doumoto, Satoshi Yanagibayashi, Ryuichi Azuma, Naoto Yamamoto, Tomoharu Kiyosawa.
  • Journal Title: Journal of Biomedical Materials Research Part B ; Applied Biomaterials Volume: 97(2) Pages: 373-380
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Increased survival of free fat grafts and vascularization in rats with local delivery of fragmin/protamine microparticles containing FGF-2 (F/P MP-F). (2011)
  • Author(s): Shinichiro Nakamura, Masayuki Ishihara, Megumi Takikawa, Kaoru Murakami, Satoko Kishimoto, Shingo Nakamura, Satoshi Yanagibayashi, Yasutaka Mori, Masanori Fujita, Satoshi Kubo, Naoto Yamamoto, Tomoharu Kiyosawa.
  • Journal Title: Journal of Biomedical Materials Research Part B ; Applied Biomaterials Volume: 96(2) Pages: 234-241
  • Peer Reviewed
• [Presentation] pDNA/キトサン/コンドロイチン硫酸三元複合体による遺伝子発現機構の解析と癌モデルマウスの自殺遺伝子治療 (2012)
  • Author(s): 萩原健司, 岸本聡子, 石原雅之, 小山義之, 佐藤智典
  • Organizer: アンチセンス・遺伝子・デリバリーシンポジウム2012
  • Place of Presentation: 仙台市民会館(宮城県)
  • Year and Date: 2012-09-25
• [Presentation] pDNA/キトサン/コンドロイチン硫酸三元複合体による遺伝子発現機構の解析と自殺遺伝子療法への応用 (2012)
  • Author(s): 萩原健司, 中田晃尋, 岸本聡子, 石原雅之, 小山義之, 佐藤智典
  • Organizer: 高分子学会年次大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜(神奈川県)
  • Year and Date: 2012-05-29
• [Presentation] 天然多糖のキトサンとコンドロイチン硫酸を用いた細胞内への遺伝子導入 (2011)
  • Author(s): 萩原健司, 中田晃尋, 岸本聡子, 石原雅之, 小山義之, 佐藤智典
  • Organizer: GlycoTOKYO 2011シンポジウム
  • Place of Presentation: 理化学研究所
  • Year and Date: 2011-12-09
• [Presentation] Mechanism of cell uptake and intracellular trafficking with pDNA/chitosan/chondroitin sulfate complexes as a vector for suicide gene (2011)
  • Author(s): Kenji Hagiwara, Mitsuhiro Nakata, Satoko Kishimoto, Masayuki Ishihara, Yoshiyuki Koyama, Toshinori Sato
  • Organizer: The 38th International Symposium on Nucleic Acid Chemistry
  • Place of Presentation: Hokkaido University
  • Year and Date: 2011-11-09
• [Presentation] DNAとイオン性多糖からなる高分子集合体のキャラクタリゼーションとDDSへの利用 (2011)
  • Author(s): 萩原健司, 中田晃尋, 岸本聡子, 石原雅之, 小山義之, 佐藤智典
  • Organizer: 第60回高分子討論会
  • Place of Presentation: 岡山大学
  • Year and Date: 2011-09-28
• [Presentation] pDNA/キトサン/コンドロイチン硫酸三元複合体によるin vitroおよびin vivoでめ遺伝子導入 (2011)
  • Author(s): 萩原健司, 中田晃尋, 岸本聡子, 石原雅之, 小山義之, 佐藤智典
  • Organizer: アンチセンス・遺伝子・デリバリーシンポジウム2011
  • Place of Presentation: 大阪大学コンベンションセンター
  • Year and Date: 2011-09-01
• [Presentation] pDNA/キトサン/コンドロイチン硫酸三元複合体によるin vitroおよびin vivoでの遺伝子デリバリー (2011)
  • Author(s): 萩原健司, 中田晃尋, 岸本聡子, 石原雅之, 小山義之, 佐藤智典
  • Organizer: FCCAグライコサイエンス若手フォーラム2011
  • Place of Presentation: 野口研究所
  • Year and Date: 2011-08-06
• [Presentation] フラグミン・プロタミン微粒子コートプレートを用いた間葉系及び造血系幹細胞の選択的培養 (2011)
  • Author(s): 石原雅之, 岸本聡子, 服部秀美, 中村伸吾, 森康貴, 田中良弘, 松村耕治
  • Organizer: 第10回日本再生医療学会総会
  • Place of Presentation: 京王プラザホテル(東京都)
  • Year and Date: 2011-03-01
• [Presentation] 凍結乾燥可能なプラスミドDNA/多糖複合体の開発 (2011)
  • Author(s): 佐藤智典, 中田晃尋, 小山義之, 岸本聡子, 石原雅之
  • Organizer: 遺伝子・デリバリー研究会第11回夏期セミナー
  • Place of Presentation: 高知三翠園