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多様な細胞に適用可能な異種細胞間接着誘導技術とその応用

研究課題

研究課題/領域番号 19K12805
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90120:生体材料学関連
研究機関九州大学

研究代表者

有馬 祐介  九州大学, 先導物質化学研究所, 准教授 (90402792)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード細胞表面修飾 / 細胞間接着 / 核酸 / タンパク質 / ペプチド核酸 / 組換えタンパク質 / 組み換えタンパク質 / 両親媒性分子 / 膜タンパク質
研究開始時の研究の概要

生細胞の表面を修飾し異種細胞間の接着を誘導する技術は,生体類似組織の作製など細胞工学への応用が期待されている。細胞工学分野へ幅広く応用するためには,医学応用上非常に重要な細胞を含む多種多様な細胞の表面を修飾可能であることが重要である。しかし,従来の細胞表面修飾技術では適用困難な細胞があり,汎用性の面で課題のあることが分かった。そこで本申請では,従来法に代わる細胞表面修飾分子を設計し,多様な細胞に対する細胞間接着誘導技術の確立を目指す。また,その技術を用いて,細胞工学分野における細胞間接着に関わる問題の解決を試みる。

研究成果の概要

異種細胞間の接着を誘導する技術は,生体類似組織の作製など細胞工学への幅広い応用が期待されている。本研究では,多種多様な細胞に適用可能な細胞間接着誘導技術の確立を目指した。
主鎖骨格が中性電荷のペプチド核酸(PNA)を有する両親媒性分子を用いることで,従来法では修飾困難であった細胞種に対しても異種細胞間接着を誘導できることが明らかとなった。
また,細胞表面へ修飾したタンパク質の作用による細胞間接着の誘導にも取り組んだ。細胞表面に修飾したリガンドとタンパク質中の特定配列と特異的結合を介して細胞表面をタンパク質で修飾することができ,異種細胞間接着の誘導が可能となった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

生体類似組織の形成や抗体作製などの医学応用において,細胞の接着が不十分なため使用可能な細胞種の限定や効率の低さなどが問題であった。本技術を用いることで多種多様な細胞種に対して表面修飾が可能となり,細胞を扱う医学・生物学分野における細胞間接着の問題を解決する方法を提供できる。
また,細胞種による表面修飾効率の違いを生じさせる原因を知ることで,種々の分子が混在する細胞表面に関する更なる地検が得られると期待できる。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 4件、 招待講演 4件)

  • [雑誌論文] Transient Nascent Adhesion at the Initial Stage of Cell Adhesion Visualized on a Plasmonic Metasurface2022

    • 著者名/発表者名
      S. T. Lee, T. Kuboki, S. Kidoaki, Y. Aida, S. Ryuzaki, K. Okamoto, Y. Arima, K. Tamada
    • 雑誌名

      Adv. Nanobiomed Res.

      巻: 2 号: 1 ページ: 2100100-2100100

    • DOI

      10.1002/anbr.202100100

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] High Axial and Lateral Resolutions on Self-Assembled Gold Nanoparticle Metasurfaces for Live-Cell Imaging2020

    • 著者名/発表者名
      S. Masuda, T. Kuboki, S. Kidoaki, S. T. Lee, S. Ryuzaki, K. Okamoto, Y. Arima, K. Tamada
    • 雑誌名

      ACS Appl. Nano Mater.

      巻: 3 号: 11 ページ: 11135-11142

    • DOI

      10.1021/acsanm.0c02300

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tuning intercellular adhesion with membrane-anchored oligonucleotides2019

    • 著者名/発表者名
      Ian T Hoffecker, Yusuke Arima, Hiroo Iwata
    • 雑誌名

      Journal of the Royal Society Interface

      巻: 159 号: 159 ページ: 20190299-20190299

    • DOI

      10.1098/rsif.2019.0299

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 細胞種に依存しない細胞表面への核酸修飾を用いた細胞間接着の誘導2021

    • 著者名/発表者名
      平井千晶,萩尾 蓮,玉田 薫,有馬祐介
    • 学会等名
      第43 回日本バイオマテリアル学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] DNAを介した細胞間接着における塩基長の影響2021

    • 著者名/発表者名
      大野友輔,玉田 薫,有馬祐介
    • 学会等名
      第43 回日本バイオマテリアル学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Cell type-independent surface modification with nucleic acids for cell manipulation2021

    • 著者名/発表者名
      Y. Arima, C. Hirai, R. Hagio, K. Tamada
    • 学会等名
      14th International Symposium on Nanomedicine
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Transient nascent adhesion in early cell adhesion observed by LSPR-based fluorescence imaging2021

    • 著者名/発表者名
      S. T. Lee, T. Kuboki, S. Kidoaki, Y. Aida, S. Ryuzaki, K. Okamoto, Y. Arima, K. Tamada
    • 学会等名
      The 8th Asian Biomaterials Congress
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 細胞表面のタンパク修飾による多細胞凝集体の形成2020

    • 著者名/発表者名
      有馬祐介,柴沼宏輔,平居佑亮
    • 学会等名
      第69回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Cell surface modification with recombinant proteins for controlling multicellular aggregate formation2020

    • 著者名/発表者名
      Y. Arima, K. Shibanuma, Y. Hirai
    • 学会等名
      The 11th World Biomaterials Congress
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] モデル表面を用いた生体-材料間相互作用の解析2020

    • 著者名/発表者名
      有馬 祐介
    • 学会等名
      高分子学会九州支部フォーラム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Cell-cell interaction studied using model cell membrane2019

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Arima
    • 学会等名
      The 7th China-Japan Symposium on Nanomedicine
    • 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] 材料モデル表面を用いた材料-生体間相互作用の解析2019

    • 著者名/発表者名
      有馬 祐介
    • 学会等名
      第18 回高分子表面研究討論会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Benzylguanine-PEG-脂質複合体を用いた細胞表面修飾2019

    • 著者名/発表者名
      有馬 祐介,柴沼 宏輔
    • 学会等名
      第41回 日本バイオマテリアル学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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