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組織工学分野での応用を目的とした注射可能な機能性医療材料の創製

研究課題

研究課題/領域番号 12J05940
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 生物機能・バイオプロセス
研究機関九州大学

研究代表者

森山 幸祐  九州大学, 工学研究院, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
2014年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2013年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2012年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード酸化還元応答型ハイドロゲル / 酵素架橋 / 西洋ワサビ由来ペルオキシダーゼ / ポリエチレングリコール / ゼラチン / 細胞培養 / ハイドロゲル / 西洋わさび由来ペルオキシダーゼ / フェノール誘導体 / 細胞包括 / ストレプトアビジン / ペプチドタグ / タンパク質修飾
研究実績の概要

本研究では、細胞や生体分子に対し温和な条件下で進行する酵素の触媒反応を利用することで、医療分野での利用が可能なハイドロゲルの作製を試みてきた。高分子間の架橋反応を触媒する酵素としては過酸化水素(H2O2)により活性化し、フェノール類の酸化カップリング反応を触媒する西洋ワサビ由来ペルオキシダーゼ(HRP)を選択している。昨年度は本触媒反応を利用したこれまでにない新たなゲル作製法を提案し、その手法を利用した酸化還元応答型ポリエチレングリコール(PEG)ゲルの作製を試みた。そこで本年度は作製したPEGゲルの機能化を試みた。具体的にはタンパク質の一種であるゼラチンを選択し、PEGと共架橋させることで、細胞培養基材として利用可能なゲルの作製を試みた。まず初めに作製したゲル上に線維芽細胞を播種し、細胞接着率を評価した。播種4時間後、ゼラチンを含まないPEGゲル上では細胞の接着は観察されなかったが、ハイブリッドゲル上では細胞の接着並びに伸展が観察され、その形態及び細胞接着率はポジティブコントロールとして用いたゼラチンコートディッシュと同程度であった。これはPEGネットワーク内にゼラチンが組み込まれたことを示す結果であり、PEGゲルを機能化することに成功したといえる。続いて、細胞の増殖挙動を評価したところ、ハイブリッドゲル上での細胞の形態並びに増殖挙動は、ゼラチンコートディッシュと同等であったことから、作製したゲルは優れた細胞接着性並びに増殖性を持ち、細胞培養基材として利用可能な材料であることが示唆された。またゲル上で、コンフルエント状態になるまで細胞を培養した後、還元剤によってゲルを溶解した結果、高い生存率を維持したままシート状の細胞塊を得ることが可能であった。以上の結果から作製したハイブリッドゲルは、細胞からなる組織体の作製に利用可能な材料であることが示唆された。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2015 2014 2013 2012

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (17件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Characterization of enzymatically gellable, phenolated linear poly(ethylene glycol) with different molecular weights for encapsulating living cells.2015

    • 著者名/発表者名
      K. Moriyama, R. Wakabayashi, M. Goto, N. Kamiya.
    • 雑誌名

      Biochemical Engineering Journal

      巻: 93 ページ: 25-30

    • DOI

      10.1016/j.bej.2014.09.003

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Enzyme-mediated preparation of hydrogels composed of poly(ethylene glycol) and gelatin as cell culture platforms.2015

    • 著者名/発表者名
      K. Moriyama, R. Wakabayashi, M. Goto, N. Kamiya.
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 5 号: 4 ページ: 3070-3073

    • DOI

      10.1039/c4ra12334d

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Enzymatic preparation of a redox-responsive hydrogel for encapsul ating and releasing living cells2014

    • 著者名/発表者名
      K. Moriyama, K. Minamihata, R. W akabayashi, M. Goto, N. Kamiya
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 50 号: 44 ページ: 5895-5898

    • DOI

      10.1039/c3cc49766f

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enzymatic preparation of streptavidin-immobilized hydrogel using aphenolated linear poly (ethylene glycol)2013

    • 著者名/発表者名
      K. Moriyama, K. Minamihata, R. W akabayashi, M. Goto, N. Kamiya.
    • 雑誌名

      Biochemical Engineering Journal

      巻: 76 ページ: 37-42

    • DOI

      10.1016/j.bej.2013.04.007

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 酵素触媒反応によるチオール基修飾高分子のゲル化とその機能化2015

    • 著者名/発表者名
      森山幸祐、若林里衣、後藤雅宏、神谷典穂
    • 学会等名
      化学工学会第80回年会
    • 発表場所
      芝浦工業大学(東京都)
    • 年月日
      2015-03-19 – 2015-03-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 酸化還元応答型ハイドロゲルの酵素触媒的調製法と細胞培養基材への応用2015

    • 著者名/発表者名
      森山幸祐、内藤翔乃、若林里衣、後藤雅宏、神谷典穂
    • 学会等名
      シンポジウム:細胞アッセイ技術の現状と将来
    • 発表場所
      東京大学(東京都)
    • 年月日
      2015-01-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ペルオキシダーゼ触媒反応を利用した酸化還元応答型ハイドロゲルの作製2014

    • 著者名/発表者名
      森山幸祐、若林里衣、後藤雅宏、神谷典穂
    • 学会等名
      第36回日本バイオマテリアル学会大会
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京都)
    • 年月日
      2014-11-17 – 2014-11-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] One-step preparation of synthetic polymer-protein hybrid hydrogel catalyzed by horseradish peroxidase reaction2014

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Moriyama, Rie Wakabayashi, Masahiro Goto, Noriho Kamiya
    • 学会等名
      16th International Biotechnology Symposium and Exhibition
    • 発表場所
      Fortaleza(BRASIL)
    • 年月日
      2014-09-14 – 2014-09-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 酵素触媒を活用した簡便・迅速なハイドロゲル調製法の開発と細胞包括への応用2014

    • 著者名/発表者名
      森山幸祐、後藤雅宏、神谷典穂
    • 学会等名
      第21回HAB研究機構学術年会
    • 発表場所
      昭和大学(東京都)
    • 年月日
      2014-05-16 – 2014-05-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ポリマーの自己酸化反応をトリガーとする酵素触媒的酸化還元応答型ハイドロゲル調製法2014

    • 著者名/発表者名
      森山幸祐、若林里衣、後藤雅宏、神谷典穂
    • 学会等名
      化学工学会第79回年会
    • 発表場所
      岐阜大学(岐阜県)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] In situゲル化能を有するPoly(ethylene glycol)誘導体の開発2013

    • 著者名/発表者名
      森山幸祐
    • 学会等名
      化学工学会九州支部学生賞審査会
    • 発表場所
      崇城大学(熊本県)
    • 年月日
      2013-11-08
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 酵素架橋性ポリエチレングリコールを基材とするハイドロゲルの諸特性評価2013

    • 著者名/発表者名
      森山幸祐、若林里衣、後藤雅宏、神谷典穂
    • 学会等名
      化学工学会第45回秋季大会
    • 発表場所
      岡山大学(岡山県)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 酵素的酸化反応による直鎖型ポリエチレングリコール誘導体のゲル化とその機能化2013

    • 著者名/発表者名
      森山幸祐、若林里衣、後藤雅宏、神谷典穂
    • 学会等名
      第62回高分子討論会
    • 発表場所
      金沢大学(石川県)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ゲル化剤の分子量による酵素架橋ハイドロゲルの物性制御2013

    • 著者名/発表者名
      森山幸祐、若林里衣、後藤雅宏、神谷典穂
    • 学会等名
      第35回日本バイオマテリアル学会大会
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京都)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] In situ Hydrogel Formation Based on Tyramine Conjugated Linear Poly (ethylene glycol) via Enzymatic Oxidative Reaction2013

    • 著者名/発表者名
      K. Moriyama, R. Wakabayashi, M. Goto, N. Kamiya
    • 学会等名
      The 26th International Symposium on Chemical Engineering, Kyushu (Japan)-Daejeon/Chungnam (Korea)
    • 発表場所
      BEXCO (BUSAN, KOREA)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 酵素架橋性ゲル化剤の開発とその機能化2013

    • 著者名/発表者名
      森山幸祐、若林里衣、後藤雅宏、神谷典穂
    • 学会等名
      化学工学会第78年会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Horseradish peroxidase-mediated fabrication of a polymer-protein hybrid hydrogel2012

    • 著者名/発表者名
      Kousuke Moriyama, Rie Wakabayashi, Masahiro Goto and Noriho Kamiya
    • 学会等名
      The 25th International Symposium on Chemical Engineering, Kyushu (Japan)-Daejeon/Chungnam(Korea)
    • 発表場所
      沖縄コンベンションセンター(沖縄県)
    • 年月日
      2012-12-15
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 酵素反応を利用した高分子-タンパク質ハイブリッドゲルの作製2012

    • 著者名/発表者名
      森山幸祐、若林里衣、後藤雅宏、神谷典穂
    • 学会等名
      化学工学会九州支部学生賞審査会
    • 発表場所
      コンパルホール(大分県)
    • 年月日
      2012-11-15
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 酵素反応を利用した機能性ハイブリッドゲルの創製2012

    • 著者名/発表者名
      森山幸祐、後藤雅宏、神谷典穂
    • 学会等名
      第23回若手ケミカルエンジニアリング討論会
    • 発表場所
      北九州八幡ロイヤルホテル(福岡県)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 酵素反応を利用した高分子-タンパク質ハイブリッドゲルの作製2012

    • 著者名/発表者名
      森山幸祐、後藤雅宏、神谷典穂
    • 学会等名
      化学工学会第44回秋季大会
    • 発表場所
      東北大学(宮城県)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 酵素架橋性ポリエチレングリコールハイドロゲルの諸特性評価2012

    • 著者名/発表者名
      森山幸祐
    • 学会等名
      第34回バイオマテリアル学会
    • 発表場所
      仙台国際センター(宮城県)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [産業財産権] ハイドロゲルの製造方法、包括対象物の包括方法、および包括対象物の放出方法2014

    • 発明者名
      神谷典穂、森山幸祐、南畑孝介
    • 権利者名
      神谷典穂、森山幸祐、日立アロカメディカル株式会社
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2014-245478
    • 出願年月日
      2014-12-04
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

URL: 

公開日: 2013-04-25   更新日: 2024-03-26  

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