| 研究課題/領域番号 |
20K15104
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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小区分27040:バイオ機能応用およびバイオプロセス工学関連
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| 研究機関 | 佐世保工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
森山 幸祐 佐世保工業高等専門学校, 物質工学科, 講師 (30814313)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2020年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
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| キーワード | 高分子ハイドロゲル / 酵素触媒反応 / 細胞包括 / 酵素反応 / 移植用担体 / 間葉系幹細胞 / ハイドロゲル / 酵素架橋 / 成長因子 / 培養環境 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
近年、幹細胞を体内の損傷部位に移植し、その場で治癒を行う細胞治療が注目を集めているが、幹細胞の移植部位からの流出や生存率の低下という課題があった。本申請研究では、幹細胞の移植用担体として高分子ハイドロゲルを用い、ハイドロゲル内部を化学的及び物理的観点から複合的に設計することで培養環境の構築を試みる。作製したゲル内部で幹細胞の長期培養を行い、細胞数の経時変化を評価することで、対象細胞の局所留置性及び生存率の長期的な維持を可能とする細胞治療用高分子ゲルキャリアの設計指針を提案する。
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| 研究成果の概要 |
本研究では幹細胞の生存率を長期的に維持することが可能な細胞移植用高分子ハイドロゲル担体の作製を目的としている。このような高分子ハイドロゲルを作製する際、ゲル化剤が生体に対して安全であることが望まれる。申請研究実施期間内は、温和な酵素触媒反応によりゲル化する安全性の高いゲル化剤の開発を行なった。具体的には高い生体適合性を示し、比較的安価な天然タンパク質であるアルブミンを骨格として選択し、酵素の基質を有機化学的に修飾することでゲル化剤の合成を行なった。アルブミンへの酵素基質修飾量やゲル作製条件を変化させることで得られるゲルの物理的特性が制御可能であることを確認した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
これまで、医療分野での応用を目的としたハイドロゲルの骨格分子として天然高分子材料を用いた研究が活発に行われている。天然高分子の利点は比較的安価であることや環境負荷が少ないことが上げられる。一方で免疫原性など高分子材料が生体へ与える影響を考慮する必要がある。そこで本研究では、免疫原性が低く、高い生体適合性を有するアルブミンに着目した。本研究ではアルブミンに酵素の基質を修飾することで、その触媒反応によりゲル化可能なアルブミン誘導体を合成することに成功した。本研究成果は、医工学や生物工学等様々な分野において利用可能なゲル化剤になると考えられることから社会的意義が大きいと考えられる。
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