機能化温度応答性ナノ表面の創製とタンパク質・細胞の接脱着制御に関する基礎研究

• 研究課題/領域番号: 20300169
• 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: 医用生体工学・生体材料学
• 研究機関: 東京女子医科大学
• 研究代表者: 岡野 光夫 東京女子医科大学, 医学部, 教授 (00130237)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 18,850千円 (直接経費: 14,500千円、間接経費: 4,350千円); 2010年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円); 2009年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円); 2008年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
• キーワード: インテリジェント材料 / 表面機能化 / 温度応答性 / 細胞シート / ナノ表面 / 精密重合 / poly(N-isopropylacrylamide) / 温度応答性表面 / 細胞シート工学 / RAFT重合 / 高分子ブラシ / リビングラジカル重合

研究概要

本研究では、RAFT重合法を用いた新規な手法によってpoly(N-isopropylacrylamide)(PIPAAm)を培養基材表面にグラフトし、RAFT重合の特長を活かした温度応答性培養基材の機能化について検討した。始めに、PIPAAmのグラフト鎖長および密度を精密に制御することで、細胞シート作製のために最適なグラフト条件を細胞種ごとに設定可能な温度応答性培養基材を開発した。さらに、この基材表面にグラフトされたPIPAAmの末端に存在するRAFT剤由来の官能基をフォトリソグラフィ技術により部分的にマレイミド基に変換し、親水性ポリマーをストライプ状にグラフトしたパターン化温度応答性表面を設計した。この表面上に接着した細胞は同一方向に伸展することから、細胞の配向性を制御した異方性を有する細胞シートの作製を実現した。

研究成果

• [雑誌論文] Thermo-responsive polymer brushes as intelligent biointerfaces : preparation via ATRP and characterization (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Nagase, M.Watanabe, A.Kikuchi, M.Yamato, T.Okano
  • 雑誌名: Macromol.Biosci. 11巻 ページ: 400-409
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermally-modulated on/off-adsorption materials for pharmaceutical protein purification (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Nagase, J.Kobayashi, A.Kikuchi, Y.Akiyama, H.Kanazawa, T.Okano
  • 雑誌名: Biomaterials 巻: 32 ページ: 619-627
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermo-responsive protein adsorbing materials for purifying pharmaceutical protein on exposed charging surface (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Nagase, S.F.Yuk, J.Kobayashi, A.Kikuchi, Y.Akiyama, H.Kanazawa, T.Okano
  • 雑誌名: J.Mater.Chem. 巻: 21 ページ: 2590-2593
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermo-responsive polymer brushes as intelligent biointerfaces : preparation via ATRP and characterization (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Nagase, M.Watanabe, A.Kikuchi, M.Yamato, T.Okano
  • 雑誌名: Macromol.Biosci. 巻: 11 ページ: 400-409
  • 査読あり
• [雑誌論文] Controlled chain length and graft density of thermoresponsive polymer brushes for optimizing cell sheet harvest (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Takahashi, M.Nakayama, M.Yamato, T.Okano
  • 雑誌名: Biomacromolecules 11巻 ページ: 1991-1999
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation of thermoresponsive anionic copolymer brush surfaces for separating basic biomolecules (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Nagase, J.Kobayashi, A.Kikuchi, Y.Akiyama, H.Kanazawa, M.Annaka, T.Okano
  • 雑誌名: Biomacromolecules 11巻 ページ: 215-223
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermoresponsive Polymer Brush Surfaces with Hydrophobic Groups for All-Aqueous Chromatography (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Nagase, M.Kumazaki, H.Kanazawa, J.Kobayashi, A.Kikuchi, Y.Akiyama, M.Annaka, T.Okano
  • 雑誌名: ACS Applied Materials & Interfaces 巻: 2 ページ: 1247-1253
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation of thermo-responsive polymer brushes on hydrophilic polymeric beads by surface-initiated atom transfer radical polymerization for a highly resolutive separation of peptides (2010)
  • 著者名/発表者名: A.Mizutani, K.Nagase, A.Kikuchi, H.Kanazawa, Y.Akiyama, J.Kobayashi, M.Annaka, T.Okano
  • 雑誌名: J.Chromatogr.A 巻: 1217 ページ: 5978-5985
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effective separation of peptides using highly dense thermo-responsive polymer brush-grafted porous polystyrene beads (2010)
  • 著者名/発表者名: A.Mizutani, K.Nagase, A.Kikuchi, H.Kanazawa, Y.Akiyama, J.Kobayashi, M.Annaka, T.Okano
  • 雑誌名: J.Chromatogr.B 巻: 878 ページ: 2191-2198
  • NAID: 10028040122
  • 査読あり
• [雑誌論文] Controlled chain length and graft density of thermoresponsive polymer brushes for optimizing cell sheet harvest (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Takahashi, M.Nakayama, M.Yamato, T.Okano
  • 雑誌名: Biomacromolecules 巻: 11 ページ: 1991-1999
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermo-responsive polymer brush-grafted porous polystyrene beads for all-aqueous chromatography (2010)
  • 著者名/発表者名: 水谷文、長瀬健一、菊池明彦、金沢秀子、秋山義勝、小林純、安中雅彦、岡野光夫
  • 雑誌名: Journal of Chromatography A 1217 ページ: 522-522
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation of thermoresponsive anionic copolymer brush surfaces for Separating basic biomolecules (2010)
  • 著者名/発表者名: 長瀬健一、小林純、菊池明彦、秋山義勝、金沢秀子、安中雅彦、岡野光夫
  • 雑誌名: Biomacromolecules 11 ページ: 215-215
  • 査読あり
• [雑誌論文] Temperature-responsive intelligent interfaces for biomolecular separation and cell sheet engineering (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Nagase, J.Kobayashi, T.Okano
  • 雑誌名: Journal of the Royal Society Interface 6巻
  • 査読あり
• [雑誌論文] Micropatterned thermoresponsive polymer brush surfaces for fabricating cell sheets with well-controlled orientational structures
  • 著者名/発表者名: H.Takahashi, M.Nakayama, K.Itoga, M.Yamato, T.Okano
  • 雑誌名: Biomacromolecules (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Micropatterned thermoresponsive polymer brush surfaces for fabricating cell sheets with well-controlled orientational structures
  • 著者名/発表者名: H.Takahashi, M.Nakayama, K.Itoga, M.Yamato, T.Okano
  • 雑誌名: Biomacromolecules 巻: (In press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Temperature-responsive intelligent interfaces for biomolecular separation and cell sheet engineering
  • 著者名/発表者名: 長瀬 健一, 小林 純, 岡野 光夫
  • 雑誌名: Journal of the Royal Society Interface (In press)
  • 査読あり
• [学会発表] Temperature Responsive Polymeric Surfaces for Biomedical Applications (2009)
  • 著者名/発表者名: 岡野光夫
  • 学会等名: 14^<th> International Symposium on Recent Advances in Drug Delivery Systems
  • 発表場所: アメリカ合衆国
  • 年月日: 2009-02-17
• [備考] ホームページ
  • URL: http://www.twmu.ac.jp/ABMES/
• [備考]
  • URL: http://www.twmu.ac.jp/ABMES/ja/works