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細胞機能を成熟化する超分子介在型成長因子導入表面の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K16399
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 生体医工学・生体材料学
研究機関東京医科歯科大学

研究代表者

有坂 慶紀  東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 助教 (70590115)

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
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2016年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
キーワードポリロタキサン / 成長因子 / 超分子
研究成果の概要

成長因子を導入したポリロタキサン(PRX)表面を作製し、成長因子シグナルの亢進と表面分子可動性によるメカノシグナルの調節による細胞機能制御を試みた。これまでに硫酸化PRXンと骨形成因子(BMP-2)との複合体形成を報告しており、これを利用してBMP-2固定硫酸化PRX表面を設計した。BMP-2の固定と低い分子可動性の組み合わせが骨芽前駆細胞の骨芽分化を顕著に促進することを明らかにした。これはPRXの分子可動性調節とBMP-2の表面導入が相乗的に骨芽分化を亢進したことを示唆している。同様に間葉系幹細胞や肝臓由来細胞、血管内皮細胞の機能発現制御においてもPRX表面が有用であることを明かにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

環状分子と線状高分子とからなるポリロタキサンを被膜した表面(ポリロタキサン表面)において、ポリロタキサン骨格に由来する表面分子可動性によって接着細胞の機能が調節できることを報告している。本研究課題では、このようなポリロタキサン表面と成長因子をインテグレーションすることによって、さらに高度な細胞機能操作が可能となることを明らかにした。

報告書

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

    (19件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 7件)

  • [雑誌論文] Engineering molecularly mobile polyrotaxane surfaces with heparin‐binding EGF‐like growth factors for improving hepatocyte functions2019

    • 著者名/発表者名
      Arisaka Yoshinori、Yui Nobuhiko
    • 雑誌名

      Journal of Biomedical Materials Research Part A

      巻: 107 号: 5 ページ: 1080-1085

    • DOI

      10.1002/jbm.a.36646

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stimulation of Microvascular Networks on Sulfonated Polyrotaxane Surfaces with Immobilized Vascular Endothelial Growth Factor2019

    • 著者名/発表者名
      Hyodo Katsuya、Arisaka Yoshinori、Yamaguchi Satoshi、Yoda Tetsuya、Yui Nobuhiko
    • 雑誌名

      Macromolecular Bioscience

      巻: 19 号: 4 ページ: 1800346-1800346

    • DOI

      10.1002/mabi.201800346

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sulfonated Polyrotaxane Surfaces with Basic Fibroblast Growth Factor Alter the Osteogenic Potential of Human Mesenchymal Stem Cells in Short-Term Culture2019

    • 著者名/発表者名
      Rajendran Arun Kumar、Arisaka Yoshinori、Iseki Sachiko、Yui Nobuhiko
    • 雑誌名

      ACS Biomaterials Science & Engineering

      巻: 印刷中 号: 11 ページ: 5652-5659

    • DOI

      10.1021/acsbiomaterials.8b01343

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Polyrotaxane-based biointerfaces with dynamic biomaterial functions2019

    • 著者名/発表者名
      Arisaka Yoshinori、Yui Nobuhiko
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry B

      巻: 7 号: 13 ページ: 2123-2129

    • DOI

      10.1039/c9tb00256a

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tethered bone morphogenetic protein-2 onto sulfonated-polyrotaxane based surfaces promotes osteogenic differentiation of MC3T3-E1 cells2017

    • 著者名/発表者名
      Arisaka Yoshinori、Yui Nobuhiko
    • 雑誌名

      Journal of Biomaterials Science, Polymer Edition

      巻: 28 号: 10-12 ページ: 974-985

    • DOI

      10.1080/09205063.2017.1319095

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書 2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Combination of molecular mobility of sulfonated-polyrotaxane and growth factors for improving hepatocyte functions2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshinori Arisaka, Nobuhiko Yui
    • 学会等名
      Society For Biomaterials, 2019?Annual Meeting and Exposition
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dynamic biointerfaces based on sulfonated polyrotaxanes for enhancing osteogenic differentiation2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshinori Arisaka, Nobuhiko Yui
    • 学会等名
      Society For Biomaterials, 2018?Annual Meeting and Exposition
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 硫酸化ポリロタキサン基材を用いた血管内皮細胞増殖因子の表面導入2018

    • 著者名/発表者名
      有坂慶紀, 兵頭克弥, 山口 聰, 由井伸彦
    • 学会等名
      第67回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Supermolecule-based culture substrates with tethered BMP-2 enhance osteogenic differentiation2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshinori Arisaka, Nobuhiko Yui
    • 学会等名
      2018 TERMIS World Congress
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Design of sulfonated polyrotaxane surfaces to activate vascular endothelial cells2018

    • 著者名/発表者名
      Katsuya Hyodo, Yoshinori Arisaka, Satoshi Yamaguchi, Nobuhiko Yui
    • 学会等名
      2018 TERMIS World Congress
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 肝臓細胞機能を向上させるための硫酸化ポリロタキサン表面の設計2018

    • 著者名/発表者名
      有坂慶紀, 由井伸彦
    • 学会等名
      第40回日本バイオマテリアル学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ポリロタキサンの分子可動性調節と成長因子導入による血管ネットワーク形成の促進2018

    • 著者名/発表者名
      兵頭克弥, 有坂慶紀, 山口 聰, 依田哲也, 由井伸彦
    • 学会等名
      第40回日本バイオマテリアル学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Molecularly mobile surfaces with heparin-binding proteins for improving functions of hepatocyte-derived cells2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshinori Arisaka, Nobuhiko Yui
    • 学会等名
      The 2018 MRS Fall Meeting & Exhibit
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Surface design of sulfonated-supramolecular substrates for tethering bone morphogenetic protein 22018

    • 著者名/発表者名
      Yoshinori Arisaka, Nobuhiko Yui
    • 学会等名
      255th ACS National Meeting & Exposition
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 骨分化を促進するための骨形成因子固定化超分子表面の構築2017

    • 著者名/発表者名
      有坂慶紀、由井伸彦
    • 学会等名
      第66回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Surface-tethering of bone morphogenetic proteins onto sulfonated polyrotaxane substrates2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshinori Arisaka, Nobuhiko Yui
    • 学会等名
      6th Asian Biomaterials Congress (ABMC6)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Surface design of polyrotaxane-based materials with growth factors for enhancing cell differentiation2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshinori Arisaka, Nobuhiko Yui
    • 学会等名
      第39回日本バイオマテリアル学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 骨形成因子固定のための超分子培養基材の表面設計2016

    • 著者名/発表者名
      有坂 慶紀,田村 篤志,由井 伸彦
    • 学会等名
      第26回日本MRS年次大会
    • 発表場所
      横浜市開港記念会館(神奈川・横浜)
    • 年月日
      2016-12-19
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Supramolecular surfaces with hydrated molecular mobility for constructing dynamic biointerfaces2016

    • 著者名/発表者名
      Yoshinori Arisaka, Atsushi Tamura, Nobuhiko Yui
    • 学会等名
      3rd International Conference on Biomaterials Science(ICBS2016)
    • 発表場所
      Ito Hall, the University of Tokyo(Tokyo・Bunkyo)
    • 年月日
      2016-11-28
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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