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大食細胞への微粒子の付着・取込のメカニズム解明と制御技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16H04557
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 化工物性・移動操作・単位操作
研究機関福岡大学

研究代表者

新戸 浩幸  福岡大学, 工学部, 教授 (80324656)

研究協力者 瀬戸 弘一  
廣橋 由美子  
塚本 七海  
麻生 早紀  
川口 紗苗  
瀧口 未歩  
竹本 聡  
栁場 俊亮  
江藤 勇気  
河野 鷹春  
鹿島 綾香  
中島 可奈英  
泊 健人  
山下 勝也  
兒玉 碧  
熊谷 理奈  
増田 優太  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
18,200千円 (直接経費: 14,000千円、間接経費: 4,200千円)
2018年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2017年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2016年度: 11,440千円 (直接経費: 8,800千円、間接経費: 2,640千円)
キーワード生体ソフト界面 / タンパク質コロナ / 相互作用 / 大食細胞 / 粒子
研究成果の概要

細胞に対する粒子の付着量および取込量を単一粒子・単一細胞レベルかつハイスループットで解析可能なフローサイトメトリー技術を開発した。この付着量と取込量は、コロイドプローブ原子間力顕微鏡法によって測定された付着力、走査型電子顕微鏡によって観測された取込速度とそれぞれ定性的に一致した。
タンパク質で表面被覆または糖鎖で表面修飾された粒子を作製し、粒子の表面特性が大食細胞(マクロファージ)への粒子付着・取込の力、量・個数、速度に対して及ぼす影響を検討した。これら付着力・付着量はマイクロファージ内部への粒子の取込速度と必ずしも相関しなかった。詳細なメカニズム解明のためには、さらなる研究が必要である。

研究成果の学術的意義や社会的意義

大食細胞(マクロファージ)への微粒子の付着・取込は、生体がもつ免疫系での一連のプロセスの最上流に位置し、複数の物理化学的および細胞生物学的な相互作用が関与する極めて複雑な現象である。この現象を理解することは、微粒子の生体影響評価、先端医療を支えるバイオマテリアルの表面設計など、多くの分野において極めて重要である。しかし、基礎的な理解がなされないまま、研究・開発が進められることが多い。本研究において開発された「細胞への粒子の付着・取込」に関する単一粒子・単一細胞レベルの観測技術およびモデル粒子の作製技術は、マクロファージへの粒子の付着・取込の詳細メカニズム解明に向けて、貢献すると考えられる。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (2件) 学会発表 (24件) (うち国際学会 3件、 招待講演 4件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] 第1章 粒子の性質と測定 1.8 静電気的性質 1.8.2 液相中での帯電と計測2017

    • 著者名/発表者名
      新戸 浩幸、深澤 智典
    • 雑誌名

      粉体工学会誌

      巻: 54 号: 10 ページ: 673-691

    • DOI

      10.4164/sptj.54.673

    • NAID

      130006243100

    • ISSN
      0386-6157, 1883-7239
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Atomic Force Microscopy for Measuring Interaction Forces in Biological Materials and Cells2016

    • 著者名/発表者名
      Naoyuki Ishida, Yasuyuki Kusaka, Tomonori Fukasawa, Hiroyuki Shinto
    • 雑誌名

      Encyclopedia of Biocolloid and Biointerface Science

      巻: 1 ページ: 59-67

    • DOI

      10.1002/9781119075691.ch4

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] シリカ粒子の溶血作用のメカニズム解明2019

    • 著者名/発表者名
      熊谷 理奈、増田 優太、久保 幸毅、東 将大、深澤 智典、廣橋 由美子、瀬戸 弘一、新戸 浩幸
    • 学会等名
      化学工学会第84年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 糖鎖修飾粒子のマクロファージへの付着・取込に対する単一粒子レベルでの観測2019

    • 著者名/発表者名
      兒玉 碧、増田 優太、廣橋 由美子、瀬戸 弘一、新戸 浩幸
    • 学会等名
      化学工学会第84年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 触媒反応を利用した糖鎖高分子の作製およびタンパク質結合性評価2019

    • 著者名/発表者名
      東納 拓海、永岡 亜季子、山本 眞唯、高寄 亜祐、戸 弘一、廣橋 由美子、新戸 浩幸
    • 学会等名
      化学工学会第84年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 糖鎖部位および基板接着糖鎖部位から構成されるコーティング剤を用いた分子認識界面の形成2018

    • 著者名/発表者名
      原田真緒、増田優太、一番ヶ瀬正尭、坂本紘希、瀬戸弘一、廣橋 由美子、新戸 浩幸
    • 学会等名
      化学工学会 第50回秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 金属触媒反応を利用した糖鎖含有高分子の合成および分子認識素子としての評価2018

    • 著者名/発表者名
      瀬戸 弘一、東納 拓海、永岡 亜季子、山本 眞唯、高寄 亜祐、廣橋 由美子、新戸 浩幸
    • 学会等名
      化学工学会 第50回秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] フローサイトメトリーおよび コロイドプローブ原子間力顕微鏡法による 細胞―粒子間相互作用の評価2018

    • 著者名/発表者名
      新戸 浩幸、塚本 七海、中島 可奈英、廣橋 由美子、瀬戸 弘一
    • 学会等名
      第69回コロイドおよび界面化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 天然ポリフェノールを利用した分子認識界面の形成および界面解析2018

    • 著者名/発表者名
      瀬戸弘一、原田真緒、佐伯篤志、廣橋由美子、新戸浩幸、村上達也、木村一郎
    • 学会等名
      分子・物質合成プラットフォーム平成30年度シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 液相中の種々の細胞に対する粒子の付着、取込、毒性2018

    • 著者名/発表者名
      新戸浩幸
    • 学会等名
      H30 年度 東北大学電気通信研究所 共同プロジェクト研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 界面プロセス工学から見た 粒子・細胞間相互作用2018

    • 著者名/発表者名
      新戸浩幸
    • 学会等名
      化学工学会九州支部特別講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 糖鎖修飾マイクロスフェアの大食細胞への付着と取込2017

    • 著者名/発表者名
      麻生 早紀, 廣橋 由美子, 瀬戸 弘一, 新戸 浩幸
    • 学会等名
      粉体工学会2017年度春期研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 生体ソフト界面の単一細胞・単一粒子レベルでの基礎研究2017

    • 著者名/発表者名
      新戸 浩幸
    • 学会等名
      粉体工学会2017年度春期研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 種々の生体物質が固定化された粒子に対するマクロファージの貪食作用の差異2017

    • 著者名/発表者名
      麻生 早紀, 塚本 七海, 廣橋 由美子, 瀬戸 弘一, 新戸 浩幸
    • 学会等名
      化学工学会 第49回秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] AFMおよびFCMの異種計測法による細胞・粒子間相互作用の評価2017

    • 著者名/発表者名
      塚本 七海, 竹本 聡, 栁場 俊亮, 中島 香奈英, 廣橋 由美子, 瀬戸 弘一, 新戸 浩幸
    • 学会等名
      化学工学会 第49回秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 糖鎖固定化微粒子を用いたマクロファージの飲食作用評価2017

    • 著者名/発表者名
      瀬戸 弘一, 麻生 早紀, 山下 勝也, 塚本 七海, 廣橋 由美子, 新戸 浩幸
    • 学会等名
      化学工学会 第49回秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 細胞への微粒子の付着・取込に対する単一細胞・単一粒子レベルでの観測2017

    • 著者名/発表者名
      新戸 浩幸
    • 学会等名
      粉体工学会 2017年第1回ソフト粒子・界面研究会
    • 発表場所
      同志社大学 今出川校地
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] フローサイトメトリーによる細胞・ナノ粒子間の相互作用の評価2017

    • 著者名/発表者名
      塚本 七海, 竹本 聡, 栁場 俊亮, 廣橋 由美子, 瀬戸 弘一, 新戸 浩幸
    • 学会等名
      化学工学会 第82年会
    • 発表場所
      芝浦工業大学 豊洲キャンパス
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] コロイドプローブAFM法による動物細胞・材料間の接着力の直接測定2016

    • 著者名/発表者名
      新戸 浩幸, 織田 真由美, 深澤 智典
    • 学会等名
      粉体工学会 第52回夏期シンポジウム
    • 発表場所
      神戸
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 大食細胞へのマイクロ粒子の付着・取込に及ぼす粒子表面物性の影響2016

    • 著者名/発表者名
      塚本 七海, 有田 拓哉, 廣橋 由美子, 瀬戸 弘一, 新戸 浩幸
    • 学会等名
      粉体工学会 第52回夏期シンポジウム
    • 発表場所
      神戸
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 各種細胞への人工粒子の付着・取込に対する単一細胞・単一粒子レベルでの観測2016

    • 著者名/発表者名
      塚本 七海, 麻生 早紀, 廣橋 由美子, 瀬戸 弘一, 新戸 浩幸
    • 学会等名
      化学工学会 第48回秋季大会
    • 発表場所
      徳島大学 常三島キャンパス
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Adhesion and uptake of protein-modified microspheres to macrophages2016

    • 著者名/発表者名
      N. Tsukamoto, T. Arita, Y. Hirohashi,H. Seto, H. Shinto
    • 学会等名
      第67回コロイドおよび界面化学討論会
    • 発表場所
      北海道教育大学
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Adhesion and uptake of saccharide-modified silica particles to macrophages2016

    • 著者名/発表者名
      S. Aso, Y. Hirohashi,H. Seto, H. Shinto
    • 学会等名
      第67回コロイドおよび界面化学討論会
    • 発表場所
      北海道教育大学
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Soft interface between materials and cells2016

    • 著者名/発表者名
      H. Shinto
    • 学会等名
      12th Japan-Korea Symposium on Materials & Interface, International Symposium on Frontiers in Chemical Engineering
    • 発表場所
      御殿場高原
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 大食細胞への微粒子の付着・取込に対する単一細胞・単一粒子レベルでの観測2016

    • 著者名/発表者名
      塚本 七海, 有田 拓哉, 廣橋 由美子, 瀬戸 弘一, 新戸 浩幸
    • 学会等名
      平成28年度物理化学インターカレッジセミナー兼油化学界面科学部会九州地区講演会
    • 発表場所
      福岡大学セミナーハウス
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 糖鎖修飾シリカ粒子のマクロファージへの付着と取込2016

    • 著者名/発表者名
      麻生 早紀, 廣橋 由美子, 瀬戸 弘一, 新戸 浩幸
    • 学会等名
      平成28年度物理化学インターカレッジセミナー兼油化学界面科学部会九州地区講演会
    • 発表場所
      福岡大学セミナーハウス
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [産業財産権] 細胞シートの製造方法及び細胞培養支持体2017

    • 発明者名
      中島 学、櫨川 舞、八尾滋、中野涼子、新戸 浩幸、瀬戸 弘一
    • 権利者名
      中島 学、櫨川 舞、八尾滋、中野涼子、新戸 浩幸、瀬戸 弘一
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2017-246221
    • 出願年月日
      2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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