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ペプチドをツールとした組織工学用ハイブリッドマテリアルの創成

研究課題

研究課題/領域番号 15500333
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 医用生体工学・生体材料学
研究機関大阪工業大学

研究代表者

平野 義明  大阪工業大学, 工学部, 助教授 (80247874)

研究分担者 岡 勝仁  大阪府立大学, 先端科学研究所, 助教授 (70203966)
研究期間 (年度) 2003 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2004年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
2003年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
キーワード細胞接着性オリゴペプチド / Arg-Gly-Asp-Ser(RGDS) / アルギン酸 / RGDSペプチド-高分子複合体 / コンホメーション解析 / Scaffold / 再生医工学 / 構造活性相関 / Arg-Gly-Asp-Ser (RGDS) / RGDS ペプチド-高分子複合体
研究概要

生理活性ペプチド配列とペプチド工学的要因を組み合わせた生体機能模倣ペプチドを分子設計した.そして,組織工学(Tissue Engineering)用ハイブリッドマテリアルの創成を目的とし,ペプチド-合成高分子・天然高分子ハイブリッド体・バイオコンジュゲート材料の構築を試み,組織工学用Scaffold(人工細胞外マトリックス)の創成や細胞親和性の高い組織工学用3次元細胞培養床の構築原理の解明を行った.
具体的には,細胞接着・伸展・誘導活性部位のアミノ酸配列を含む分子を設計・合成し,さらには,ペプチド工学的要因であるβ-シート構造やα-ヘリックスによる分子間相互作用を利用し自己集積化したペプチドハイブリッド体を効率よく合成した.そして,各種ペプチド構造体の構造解析と,構造活性相関機構の把握を通じて,組織工学や再生医工学への応用の有用性について検討を行った.
その結果,RGDSのN,C両末端にβ-シート構造を有する40残基程度のペプチドを2種類合成したところ,設計通りにβ-シート構造を構築し,さらには水溶液中では不溶化し繊維状になり生体材料として有望であることが明らかになった.また,細胞接着活性を評価したところ市販の人工タンパク質と同等の接着活性を有し,伸展率においてはこれらよりも明らかに高活性のペプチドであることが明らかになった.このことによりインジェクタブルな足場材料が構築できたと考えられる。
さらに,人工細胞外マトリックス構築のために,アルギン酸を用いたハイドロゲルの設計を行ったところ,アルギン酸の構造と架橋剤をコントロールすれば種々の含水率のゲルが調製できることが明らかになった.また,ラットの皮下アルギン酸ハイドロゲルを埋入したところ約7日で分解し,炎症反応も少ないことが明らかになった.さらには,RGDSとアルギン酸を組み合わせ,in vivoにおいて硬組織再生能を評価したところ,RGDS未修飾のものよりRGDS-アルギン酸複合体は軟骨および骨再生能力に優れていることが明らかになった.

報告書

(3件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2005 2004 2003 その他

すべて 雑誌論文 (21件) 図書 (2件) 文献書誌 (5件)

  • [雑誌論文] On the Stability of Polyproline-I and II Structure of Proline Oligopeptides2005

    • 著者名/発表者名
      Sachiro Kakinoki, Yoshiaki Hirano et al.
    • 雑誌名

      Polymer Bulletin 53

      ページ: 109-115

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] On the Stability of Polyproline- I and II Structure of Proline Oligopeptides2005

    • 著者名/発表者名
      Sachiro Kakinoki, Yoshiaki Hirano, Masahito Oka
    • 雑誌名

      Polymer Bulletin 53

      ページ: 109-115

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Molecular Design of β-Hairpin Peptides Having RGDS Sequence for Tissue Engineering2005

    • 著者名/発表者名
      Yoshiaki Hirano, Naoki Nishishita, Tomonori Ikai, Tadashi Iuchi, Mitsutaka Kayahara, Masahito Oka
    • 雑誌名

      Peptide Science 2004

      ページ: 381-384

    • NAID

      10014460255

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Conformational Analysis of Polypeptides Having Repetitive Ser-Pro Sequences2005

    • 著者名/発表者名
      Yoshiaki Hirano, Tomoyuki Yoshikawa, Masaki Okada, Sachiro Kakinoki, Masahito Oka
    • 雑誌名

      Peptide Science 2004

      ページ: 445-448

    • NAID

      10014460381

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Conformational Analysis of Polypeptides Having Repetitive Xaa-Pro Sequences2004

    • 著者名/発表者名
      Yoshiaki Hirano, et al.
    • 雑誌名

      Peptide Science 2003

      ページ: 399-402

    • NAID

      10012654482

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Conformational Analysis of Polypeptides Having Repetitive Xaa-Xaa-Pro Sequences2004

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Onoda, Yashiaki Hirano, et al.
    • 雑誌名

      Peptide Science 2003

      ページ: 403-406

    • NAID

      10012654490

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Conformational Analysis of Polypeptides Having Repetitive Xaa-Xaa-Xaa-Pro Sequences2004

    • 著者名/発表者名
      Mitsuo Arimoto, Yoshiaki Hirano, et al.
    • 雑誌名

      Peptide Science 2003

      ページ: 407-410

    • NAID

      10012654492

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] β-シート構造を有する細胞接着性ペプチドの設計2004

    • 著者名/発表者名
      井内 匡, 平野義明 他
    • 雑誌名

      バイオマテリアル-生体材料- 22

      ページ: 281-292

    • NAID

      10013078481

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Effect of Culture Substrates and Fibroblast Growth Factor Addition on the Proloferation and Differentiation of Rat Bone Marrow Stromal Cells2004

    • 著者名/発表者名
      Akihiko Kanematsu, Yoshiaki Hirano, et al.
    • 雑誌名

      TISSUE ENGINEERING 10

      ページ: 995-1005

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Peptide and Protein Presenting Materials for Tissue Engineering2004

    • 著者名/発表者名
      Yoshiaki HIRANO, David J.Mooney
    • 雑誌名

      Advanced Materials 16, 1

      ページ: 17-25

    • NAID

      10024920411

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Conformational Analysis of Polypeptides Having Repetitive Xaa-Pro Sequences2004

    • 著者名/発表者名
      Yoshiaki Hirano, Masaki Okada, Tsuyoshi Tozawa, Tadashi Iuchi, Masahito Oka
    • 雑誌名

      Peptide Science 2003

      ページ: 399-402

    • NAID

      10012654482

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Conformational Analysis of Polypeptides Having Repetitive Xaa-Xaa-Pro Sequences2004

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Onoda, Sachiro Kakinoki, Masahito Oka, Yoshiaki Hirano
    • 雑誌名

      Peptide Science 2003

      ページ: 403-406

    • NAID

      10012654490

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Conformational Analysis of Polypeptides Having Repetitive Xaa-Xaa-Xaa-Pro Sequences2004

    • 著者名/発表者名
      Mituo Arimoto, Sachiro Kakinoki, Masahito Oka, Yoshiaki Hirano
    • 雑誌名

      Peptide Science 2003

      ページ: 407-410

    • NAID

      10012654492

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Type I collagen can function as a reservoir of basic fibroblast growth factor2004

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Kanematsu, Akira Marui, Shingo Yamamoto, Makoto Ozeki, Yoshiaki Hirano, Masaya Yamamoto, Osamu Ogawa, Masashi Komeda, Yasuhiko Tabata
    • 雑誌名

      Journal of Controlled Release 99, 2004

      ページ: 281-292

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Effect of Culture Substrates and Fibroblast Growth Factor Addition on the Proloferation and Differentiation of Rat Bone Marrow Stromal Cells2004

    • 著者名/発表者名
      YUKANA HORI, SACHIKO INOUE, YOSHIAKI HIRANO, YASUHIKO TABATA
    • 雑誌名

      TISSUE ENGINEERING 10, 7/8

      ページ: 995-1005

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Conformational Analysis of Polypeptides Having Repetitive Xaa-Xaa-Pro Sequences2004

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Onoda, Yoshiaki Hirano, et al.
    • 雑誌名

      Peptide Science 2003

      ページ: 403-406

    • NAID

      10012654490

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Molecular Design of b-Hairpin Peptides Having Arg-Gly-Asp-Ser Sequence2003

    • 著者名/発表者名
      Tadashi Iuchi, Mitsutaka Kayahara, Yukana Hori, Masahito Oka, Toshio Hayashi, Yoshiaki Hirano
    • 雑誌名

      Peptide Science 2002

      ページ: 361-364

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Conformational Analysis of Model Polypeptides Having Repetitive Xaa-Pro-Pro-Pro Sequences2003

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Nakamura, Yuichi Onoda, Sachiro Kakinoki, Masahito Oka, Toshio Hayashi, Masahiro Hattori, Yoshiaki Hirano
    • 雑誌名

      Peptide Science 2002

      ページ: 341-344

    • NAID

      80015974601

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Conformational Analysis of Model Polypeptides Having Repetitive Ala-Ala-Pro Sequences2003

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Akiyama, Sachiro Kakinoki, Masahito Oka, Toshio Hayashi, Masahiro Hattori, Mitsuo Arimoto, Yoshiaki Hirano
    • 雑誌名

      Peptide Science 2002

      ページ: 345-348

    • NAID

      80015974602

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Regulating Bone Formation via Controlled Scaffold Degradation2003

    • 著者名/発表者名
      Eben Alsbeng, Hyon-Joon Kong, Yoshiaki Hirano, Molly K.Smith, A.Albeiruti, David J.Mooney
    • 雑誌名

      J.Dental Research 82, 11

      ページ: 903-908

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Phosphorylcholine-endcapped oligomer and co-oligomer and surface biological reactivity2003

    • 著者名/発表者名
      Takehisa Matsuda, Junichi Nagase, Akane Ghoda, Yoshiaki Hirano, Satoru Kidoaki, Yasuhide Nakayama
    • 雑誌名

      Biomaterials 24, 24

      ページ: 4517-4527

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [図書] 再生医療へのブレイクスルー その革新技術と今後の方向性2004

    • 著者名/発表者名
      平野義明 他
    • 出版者
      株式会社 メディカル ドゥ
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [図書] 再生医療へのブレイクスルー その革新技術と今後の方向性2004

    • 著者名/発表者名
      平野義明 他
    • 総ページ数
      308
    • 出版者
      株式会社メディカルドゥ
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] T.Nakamura, Y.Hirano et al.: "Conformation Analysis of Model Polypeptides Having Repetitive Xaa-Pro-Pro-Pro Sequences"Peptide Science. 2002. 341-344 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Iuchi, Y.Hirano et al.: "Molecular Design of β-Hairpin Peptides Having Arg-Gly-Asp-Ser Sequence"Peptide Science. 2002. 361-364 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 平野義明, 井内 匡: "細胞接着性ペプチドとTissue Engineering"接着. 47・12. 543-550 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Hirano, D.J.Mooney: "Peptide and Protein Presenting Materials for Tissue Engineering"ADVANCED MATERIALS. 16・1. 17-25 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] E.Alsberg, H.Hirano et al.: "Regulating Bone Formation Via Controlled Scaffold Degradation"Research Reports Biomaterials & Bioengineering. 82・11. 903-908 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2016-04-21  

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