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生物活性ナノセグメント固定化高分子表面上における幹細胞の培養と分化

研究課題

研究課題/領域番号 18K05251
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分35020:高分子材料関連
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

樋口 亜紺  国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 客員研究員 (30189766)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード幹細胞培養 / 生体適合性材料 / オリゴペプチド / 分化 / 細胞培養基板 / 細胞接着因子ペプチド / 弾性 / バイオマテリアル / 幹細胞 / 培養 / 細胞接着因子
研究成果の概要

本研究では、(1)物理的因子と生物化学的因子双方を考慮した幹細胞培養用基板を設計し、ES細胞並びにiPS細胞の多分化能を維持した状態での大量培養の可能性を検討するすること、(2)適切な組織細胞(骨芽細胞、心筋細胞並びに間葉系幹細胞)への分化効率の高い最適な基板の剛性/弾性並びに最適な細胞外マトリックス(ECM)の判明を本研究の目的とした。弾性率が25kPa前後のポリビニルアルコール系ハイドロゲルが基板として最適であった。最適なナノセグメント固定化細胞培養基板上の細胞接着因子ペプチド(ラミニンβ4由来ペプチドに2本鎖構造、ジョイント基並びに塩基性リジンを添加したペプチド)が明らかとなった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

再生医療の発展のためには、特定の組織細胞に幹細胞を高効率で分化させること、さらにヒトiPS細胞並びにES細胞を多分化能状態で、細胞増殖を行なうことが必須である。本研究成果は、幹細胞培養並びに分化に最適な細胞培養基板の剛性/弾性の同定を行なった。さらに、最適な剛性/弾性を有する細胞培養基板上に固定化された最適なナノセグメント(ECM並びに細胞接着因子ペプチド)を同定したことが、学術的意義であり独創的な点である。本研究成果の概念が普及することにより、幹細胞並びにES(胚性幹)細胞の培養並びに分化が容易になり、再生医療に貢献することが期待される(社会的意義)。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (15件) (うち国際共著 9件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 12件、 招待講演 8件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] King Saud University(サウジアラビア)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Wenzhou Medical University(中国)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] King Saud University(サウジアラビア)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Wenzhou Medical University(中国)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] 台湾、National Central University(その他の国・地域)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Transient characteristics of universal cells on human‐induced pluripotent stem cells and their differentiated cells derived from foetal stem cells with mixed donor sources2021

    • 著者名/発表者名
      Sung Tzu‐Cheng、Jiang Yi‐Peng、Hsu Jhe‐Yu、Ling Qing‐Dong、Chen Hao、Kumar Suresh S.、Chang Yung、Hsu Shih‐Tien、Ye Qingsong、Higuchi Akon
    • 雑誌名

      Cell Proliferation

      巻: 54 号: 3

    • DOI

      10.1111/cpr.12995

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Enrichment of cancer-initiating cells from colon cancer cells through porous polymeric membranes by a membrane filtration method2020

    • 著者名/発表者名
      Sung Tzu-Cheng、Huang Wei-Lun、Ban Lee-Kiat、Lee Henry Hsin-Chung、Wang Jia-Hua、Su Her-Young、Jen Shih Hsi、Chang Yen-Hsiang、Yang Jen-Ming、Higuchi Akon、Ye Qingsong
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry B

      巻: 8 号: 46 ページ: 10577-10585

    • DOI

      10.1039/d0tb02312d

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Generation of universal and hypoimmunogenic human pluripotent stem cells2020

    • 著者名/発表者名
      Ye Qingsong、Sung Tzu‐Cheng、Yang Jen‐Ming、Ling Qing‐Dong、He Yan、Higuchi Akon
    • 雑誌名

      Cell Proliferation

      巻: 53 号: 12

    • DOI

      10.1111/cpr.12946

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Thermoresponsive surfaces designed for the proliferation and differentiation of human pluripotent stem cells2020

    • 著者名/発表者名
      Higuchi Akon、Hirad Abdurahman H.、Kumar S. Suresh、Munusamy Murugan A.、Alarfaj Abdullah A.
    • 雑誌名

      Acta Biomaterialia

      巻: 116 ページ: 162-173

    • DOI

      10.1016/j.actbio.2020.09.010

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Efficient differentiation of human pluripotent stem cells into cardiomyocytes on cell sorting thermoresponsive surface2020

    • 著者名/発表者名
      Sung Tzu-Cheng、Su Huan Chiao、Ling Qing-Dong、Kumar S. Suresh、Chang Yung、Hsu Shih-Tien、Higuchi Akon
    • 雑誌名

      Biomaterials

      巻: 253 ページ: 120060-120060

    • DOI

      10.1016/j.biomaterials.2020.120060

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Effect of cell culture biomaterials for completely xeno-free generation of human induced pluripotent stem cells2020

    • 著者名/発表者名
      Tzu-Cheng Sung, Hsing-Fen Li, Akon Higuchi,* S. Suresh Kumar, Qing-Dong Ling, Yu-Wen Wu, Thierry Burnouf, Michiyo Nasu, Akihiro Umezawa, Kuei-Fang Lee, Han-Chow Wang, Yung Chang, Shih-Tien Hsu
    • 雑誌名

      Biomaterials

      巻: 230 ページ: 119638-119638

    • DOI

      10.1016/j.biomaterials.2019.119638

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The design of a thermoresponsive surface for the continuous culture of human pluripotent stem cells2019

    • 著者名/発表者名
      Tzu-Cheng Sung, Jia-Sin Yang, Chih-Chen Yeh, Ya-Chu Liu, Yi-Peng Jiang, Ming-Wei Lu, Qing-Dong Ling, S. Suresh Kumar, Yung Chang, Akihiro Umezawa, Hao Chen, Akon Higuchi,*
    • 雑誌名

      Biomaterials

      巻: 221 ページ: 119411-119411

    • DOI

      10.1016/j.biomaterials.2019.119411

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The effect of human platelet lysate on the differentiation ability of human adipose-derived stem cells cultured on ECM-coated surfaces2019

    • 著者名/発表者名
      Yan Gao, Nien-Ju Ku, Tzu-Cheng Sung, Akon Higuchi,* Chi-Sheng Hung, Henry Hsin-chung Lee, Qing-Dong Ling, Nai-Chen Cheng, Akihiro Umezawae, Lassina Barro, Thierry Burnouf, Qingsong Ye and Hao Chen
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry B

      巻: 7 号: 45 ページ: 7110-7119

    • DOI

      10.1039/c9tb01764j

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Biomaterials used in stem cell therapy for spinal cord injury2019

    • 著者名/発表者名
      Higuchi Akon、Suresh Kumar S.、Benelli Giovanni、Ling Qing-Dong、Li Hsing-Fen、Alarfaj Abdullah A.、Munusamy Murugan A.、Sung Tzu-Cheng、Chang Yung、Murugan Kadarkarai
    • 雑誌名

      Progress in Materials Science

      巻: 103 ページ: 374-424

    • DOI

      10.1016/j.pmatsci.2019.02.002

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Collagen Scaffolds in Cartilage Tissue Engineering and Relevant Approaches for Future Development2018

    • 著者名/発表者名
      Irawan Vincent、Sung Tzu-Cheng、Higuchi Akon、Ikoma Toshiyuki
    • 雑誌名

      Tissue Engineering and Regenerative Medicine

      巻: 15 号: 6 ページ: 673-697

    • DOI

      10.1007/s13770-018-0135-9

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Bombyx mori Silk: An Eco-friendly Source to Produce Nanogold?Silk Bioconjugates and Gold Nanoparticles2018

    • 著者名/発表者名
      Kiruthiga V.、Vinodhini A.、Higuchi Akon、Murugan K.、Singaravelu G.
    • 雑誌名

      Journal of Cluster Science

      巻: 29 号: 6 ページ: 1161-1167

    • DOI

      10.1007/s10876-018-1422-2

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Controlling the zwitterionization degree of alternate copolymers for minimizing biofouling on PVDF membranes2018

    • 著者名/発表者名
      Lien Cheng-Chi、Yeh Lu-Chen、Venault Antoine、Tsai Shao-Chi、Hsu Chen-Hua、Dizon Gian Vincent、Huang Yu-Tzu、Higuchi Akon、Chang Yung
    • 雑誌名

      Journal of Membrane Science

      巻: 565 ページ: 119-130

    • DOI

      10.1016/j.memsci.2018.07.054

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Surface zwitterionization on versatile hydrophobic interfaces via a combined copolymerization/self-assembling process2018

    • 著者名/発表者名
      Chou Ying-Nien、Venault Antoine、Wang Yu-Hsiang、Chinnathambi Arunachalam、Higuchi Akon、Chang Yung
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry B

      巻: 6 号: 30 ページ: 4909-4919

    • DOI

      10.1039/c8tb01054d

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Morphological and genetical changes of endothelial progenitor cells after in - vitro conversion into photoreceptors2018

    • 著者名/発表者名
      Qiang Shi、Alsaeedi Hiba Amer、Yuhong Cheng、Yang Hao、Tong Li、Kumar Suresh、Higuchi Akon、Alarfaj Abdullah A.、Munisvaradass Rusheni、Ling Mok Pooi、Cheng Pei
    • 雑誌名

      Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology

      巻: 183 ページ: 127-132

    • DOI

      10.1016/j.jphotobiol.2018.04.003

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Modulatory and regenerative potential of transplanted bone marrow-derived mesenchymal stem cells on rifampicin-induced kidney toxicity2018

    • 著者名/発表者名
      Danjuma Lawal、Mok Pooi Ling、Higuchi Akon、Hamat Rukman Awang、Teh Seoh Wei、Koh Avin Ee-Hwan、Munusamy Murugan A.、Arulselvan Palanisamy、Rajan Mariappan、Nambi Arivudai、Swamy K.B.、Vijayaraman Kiruthiga、Murugan Kadarkarai、Natarajaseenivasan Kalimuthusamy、Subbiah Suresh Kumar
    • 雑誌名

      Regenerative Therapy

      巻: 9 ページ: 100-110

    • DOI

      10.1016/j.reth.2018.09.001

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Proliferation and differentiation of human pluripotent stem cells on thermoresponsive surface2020

    • 著者名/発表者名
      1.Akon Higuchi
    • 学会等名
      The 5th International Symposium of Materials on Regenerative Medicine
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Effect of Cell Culture Biomaterials for Completely Xeno-free Generation of Human Induced Pluripotent Stem Cells2019

    • 著者名/発表者名
      Akon Higuchi
    • 学会等名
      19th Asian BioCeramics Symposium & 2019 International Symposium of Materials for Biomedical Application
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Efficient Differentiation of Human ES and iPS Cells into Cardiomyocytes on Biomaterials under Xeno-free Conditions2019

    • 著者名/発表者名
      Akon Higuchi
    • 学会等名
      2019 Tissue Engineering and Regenerative Medicine International Society-America Meeting (Termis-AM)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Thermoresponsive Surface for Culture and Differentiation of Stem Cells2019

    • 著者名/発表者名
      Akon Higuchi
    • 学会等名
      2019 Tissue Engineering and Regenerative Medicine International Society-Asia Pacific Meeting (Termis-AP)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Design of thermoresponsive biomaterials for continuous culture of human pluripotent stem cells2019

    • 著者名/発表者名
      Akon Higuchi
    • 学会等名
      2019 International Symposium of Biotechnology on Biomaterials, Stem cells and Tissue engineering (ISBBST)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Design of Biomaterials for Culture & Differentiation of Human Pluripotent Stem Cells2019

    • 著者名/発表者名
      Akon Higuchi
    • 学会等名
      20th Anniversary International Meeting of Korean Tissue Engineering and Regenerative Medicine Society (KTERMIS)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Xeno-free generation and differentiation of human induced pluripotent stem cells on the surface immobilized with ECM and ECM-derived oligopeptide2019

    • 著者名/発表者名
      Akon Higuchi
    • 学会等名
      2019 Tissue Engineering and Regenerative Medicine International Society-EU Meeting (Termis-EU)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Completely xeno-free generation of human induced pluripotent stem cells on the surface immobilized with ECM and ECM-derived oligopeptide using non-integrated Sendai virus vector2018

    • 著者名/発表者名
      Akon Higuchi
    • 学会等名
      ERMIS (Tissue Engineering and Regenerative Medicine International Society) World Congress
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A Hybrid-Membrane Migration Method To Isolate High-Purity Of Adipose-Derived Stem Cells From Fat Tissues Through Membranes Coated With Extracellular Matrices2018

    • 著者名/発表者名
      Yu-Chun Lee, Nien-Ju Ku, Akon Higuchi
    • 学会等名
      2018 BEST Conference & International Symposium on Biotechnology and Bioengineering
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Continuous Culture of hESCs on Thermoresponsive Polymer Surface2018

    • 著者名/発表者名
      Kuan-Ju Lin, Jia-Sin Yang, Akon Higuchi
    • 学会等名
      2018 BEST Conference & International Symposium on Biotechnology and Bioengineering
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Establishment of Patient-Specific Cancer Cell Lines from Colon Cancer Tissues by Membrane Filtration Method via Nylon Mesh Filter and PLGA-Silk Screen Membranes2018

    • 著者名/発表者名
      Wei-Lun Huang, Ting-Yeh Chen, Akon Higuchi
    • 学会等名
      2018 BEST Conference & International Symposium on Biotechnology and Bioengineering
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Differentiation of Human Amniotic Fluid Stem Cells Cultured on Biomaterials Having Nanosegments2018

    • 著者名/発表者名
      Yu-Ru Huang, Nien-Ju Ku, Akon Higuchi
    • 学会等名
      2018 BEST Conference & International Symposium on Biotechnology and Bioengineering
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [図書] Biomaterials Control of Therapeutic Stem Cells2019

    • 著者名/発表者名
      Akon Higuchi
    • 総ページ数
      385
    • 出版者
      Royal Society of Chemistry
    • ISBN
      9781788012072
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書 2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-12-28  

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