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ヒアルロン酸結合タンパクを基点とした革新的医用材料開発

研究課題

研究課題/領域番号 21J12834
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
審査区分 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
研究機関東京大学

研究代表者

大川 将志 (2021)  東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(DC2)

特別研究員 大川 将志 (2022)  東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(DC2)
研究期間 (年度) 2021-04-28 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
2022年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2021年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
キーワードヒアルロン酸 / リンクモジュール / 抗炎症効果 / マクロファージ / ヒアルロン酸結合タンパク / 細胞外マトリックス / バイオマテリアル / 酵素反応 / 再生医療 / 組織工学
研究開始時の研究の概要

細胞外マトリクス(ECM)は,細胞が住む“家”であり,ヒアルロン酸(HA)を主成分とするハイドロゲルで ある.ヒアルロン酸にはタンパク質や糖鎖が結合し複合化・構造化されている. 近年の知見から特に創傷治癒の過程において,HAハイドロゲルが「仮の家」として, 大きな役割を担うことが明らかになってきた. 一方で生物学の発展によってHA結合タンパクの機能や役割が明らかになってきており, 医療・バイオ分野への応用が期待されている. そこで本研究では, HA結合タンパクの一つであるTSG-6に着目し, 天然のECMを模倣したハイドロゲルの開発を目的とした.

研究実績の概要

胞外マトリクス(ECM)は,細胞が住む“家”であり,ヒアルロン酸(HA)を主成分とするハイドロゲルで ある.ヒアルロン酸にはタンパク質や糖鎖が結合し複合化・構造化されている. 近年の知見から特に創傷治癒の過程において,HAハイドロゲルが「仮の家」として, 大きな役割を担うことが明らかになってきた. 一方で生物学の発展によってHA結合タンパクの機能や役割が明らかになってきており, 医療・バイオ分野への応用が期待されている. そこで本研究では, HA結合タンパクの一つであるTSG-6に着目し, 天然のECMを模倣したハイドロゲルの開発を目的とした.令和4年度は特にリンクモジュールタンパクの生理活性機能の解明に注力した。TSG-6は、これまでマクロファージ細胞を炎症系から抗炎症系に分極させることが知られている。また近年特にTSG-6の持つリンクモジュールドメインを切り出した場合においても、軟骨細胞に対する抗炎症効果やドライアイに対する炎症抑制効果が報告されていきている。そこで、腹腔のマクロファージを用いて抗炎症効果を評価した。リポポリサッカライドや内因性炎症系サイトカインによる炎症刺激に対してリンクモジュールの一部の炎症関連遺伝子発現が有意に減少する抗炎症効果が確認された。さらなる、検討からこの抗炎症効果はヒアルロン酸結合能が関わっている可能性が示唆された。これらの成果より、リンクモジュールを取り入れた材料設計により、抗炎症能を持つ新規材料の開発が期待できると考えられる。以上より、リンクモジュールを基盤とした医用材料の設計指針を示すことができたと考えられる。

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Extracellular matrix-inspired hydrogel of hyaluronan and gelatin crosslinked via a Link module with a transglutaminase reactive sequence2022

    • 著者名/発表者名
      Okawa Masashi、Tanabe Aki、Ohta Seiichi、Nagatoishi Satoru、Tsumoto Kouhei、Ito Taichi
    • 雑誌名

      Communications Materials

      巻: 3 号: 1 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1038/s43246-022-00309-4

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Extracellular matrix-inspired hydrogel of hyaluronan-gelatin crosslinked via a link module with transglutaminase reactive sequence2023

    • 著者名/発表者名
      Masashi Okawa, Aki Tanabe, Satoru Nagatoishi, Seiichi Ohta, Kouhei Tsumoto, Taichi Ito
    • 学会等名
      ACS Spring 2023
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 機能化リンクモジュールの設計とヒアルロン酸/ゼラチン複合 ECM模倣ハイドロゲルの開発2022

    • 著者名/発表者名
      大川将志, 田部亜季, 太田誠一, 長門石曉, 津本浩平, 伊藤大知
    • 学会等名
      第95回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ECM-inspired hydrogel of hyaluronan-gelatin crosslinked via a novel Link module with transglutaminase reactive sequence2022

    • 著者名/発表者名
      Masashi Okawa, Aki Tanabe, Satoru Nagatoishi, Seiichi Ohta, Kouhei Tsumoto, Taichi Ito
    • 学会等名
      The 15th Asian Congress on Biotechnology
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 機能化リンクモジュールの設計と ECM 模倣ハイドロゲルの開発2021

    • 著者名/発表者名
      大川将志・田部亜季・太田誠一・長門石曉・津本浩平・伊藤大知
    • 学会等名
      第73回 日本生物工学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 機能化リンクモジュールの開発とECM模倣ハイドロゲルの創製2021

    • 著者名/発表者名
      大川将志・田部亜季・太田誠一・長門石曉 ・津本浩平・伊藤大知
    • 学会等名
      日本膜学会第43年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2021-05-27   更新日: 2024-12-25  

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