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ラミニン活性ペプチドを用いた機能性バイオマテリアルの創製

研究課題

研究課題/領域番号 21K06563
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47030:薬系衛生および生物化学関連
研究機関東京薬科大学

研究代表者

野水 基義  東京薬科大学, 薬学部, 教授 (00311522)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードバイオマテリアル / 細胞接着 / ペプチド / ラミニン / 基底膜 / インテグリン / 細胞接着ペプチド / 細胞培養
研究開始時の研究の概要

本研究では基底膜を模倣したバイオマテリアルの開発をめざす。ラミニンのアミノ酸配列を網羅した3000種類以上の合成ペプチドを用いて発見してきた受容体特異的に作用する活性ペプチドを用い、高分子多糖マトリックスに結合させたペプチド-マトリックスの細胞培養への有用性を評価する。また、ラミニン活性ペプチドを複数種類混合して固定化したペプチド-マトリックスを作製し、機能性バイオマテリアルとしての有用性を種々の細胞を用いて評価する。この機能性バイオマテリアルは、iPS細胞やES細胞の培養および分化誘導、3次元培養や器官培養を可能にするもので、組織工学や再生医療の発展に大きく寄与するものである。

研究成果の概要

インテグリンαvβ5に高い結合性を示すRGD(Arg-Gly-Asp)X1X2配列を含むラミニンα5鎖のペプチドを同定し、これを用いたペプチド-マトリックスがiPS細胞の培養に有効であることをみいだした。ラミニンα5鎖の活性ペプチドhA5G18 (DDFVFYVGGYPS)が、アミロイド線維を形成することにより細胞接着活性を示すことを解明し、そのアミロイド線維形成のコア配列を用いて機能性アミロイド線維を創製しバイオマテリアルとしての有用性を示した。弾性線維を形成するエラスチン由来のペプチドの重合体にラミニン活性ペプチドを結合し、熱応答性ペプチド-マトリックスの開発を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ラミニン活性ペプチドを用いたペプチド-マトリックスがiPS細胞や神経幹細胞など様々な細胞の培養や分化誘導を目的としたバイオマテリアルとして有用であることを示した。これらの結果は人工基底膜の創製につながるものである。また、ラミニンペプチドを固定化したエラスチン様ペプチドは熱応答性で、バイオマテリアル分野での応用が期待される。アミロイド線維を形成するペプチドは自己会合性バイオマテリアルを作成する上で重要なツールとなるものである。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて 2024 2023 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 1件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 6件、 招待講演 1件) 図書 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [国際共同研究] University of Southern California(米国)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] Synergy between Laminin-Derived Elastin-like Polypeptides (LELPs) Optimizes Cell Spreading2024

    • 著者名/発表者名
      Anh T. Truong, Shin-Jae Lee, Keisuke Hamada, Anna Kiyomi, Hao Guo, Yuji Yamada, Yamato Kikkawa, Curtis T. Okamoto, Motoyoshi Nomizu, Andrew MacKay
    • 雑誌名

      Biomacromolecules

      巻: -

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Chain-specificity of laminin α1-5 LG45 modules in the recognition of carbohydrate-linked receptors and intramolecular binding2023

    • 著者名/発表者名
      Matsunuma Masumi、Kan Ryuji、Yamada Yuji、Hamada Keisuke、Kanagawa Motoi、Nomizu Motoyoshi、Kikkawa Yamato
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 13 号: 1 ページ: 10430-10430

    • DOI

      10.1038/s41598-023-37533-y

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development of a concise and reliable method for quantifying the antibody loaded onto lipid nanoparticles modified with Herceptin2023

    • 著者名/発表者名
      Yano Yusuke、Tada Rui、Hamano Nobuhito、Haruta Kenshin、Kobayashi Tomomi、Sato Masahiro、Kikkawa Yamato、Endo-Takahashi Yoko、Nomizu Motoyoshi、Negishi Yoichi
    • 雑誌名

      Journal of Immunological Methods

      巻: 521 ページ: 113554-113554

    • DOI

      10.1016/j.jim.2023.113554

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Structure Activity Relationships of RGD-Containing Peptides in Integrin αvβ5-Mediated Cell Adhesion2023

    • 著者名/発表者名
      Yamada Yuji、Onda Toru、Wada Yuri、Hamada Keisuke、Kikkawa Yamato、Nomizu Motoyoshi
    • 雑誌名

      ACS Omega

      巻: 8 号: 5 ページ: 4687-4693

    • DOI

      10.1021/acsomega.2c06540

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effect of Amino Acid Substitution on Cell Adhesion Properties of Octa-arginine2022

    • 著者名/発表者名
      Yamada Yuji、Onda Toru、Hamada Keisuke、Kikkawa Yamato、Nomizu Motoyoshi
    • 雑誌名

      Biological & Pharmaceutical Bulletin

      巻: 45 号: 10 ページ: 1537-1543

    • DOI

      10.1248/bpb.b22-00430

    • ISSN
      0918-6158, 1347-5215
    • 年月日
      2022-10-01
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Octa-arginine and Octa-lysine Promote Cell Adhesion through Heparan Sulfate Proteoglycans and Integrins2022

    • 著者名/発表者名
      Yamada Yuji、Onda Toru、Hamada Keisuke、Kikkawa Yamato、Nomizu Motoyoshi
    • 雑誌名

      Biological & Pharmaceutical Bulletin

      巻: 45 号: 2 ページ: 207-212

    • DOI

      10.1248/bpb.b21-00791

    • NAID

      130008150240

    • ISSN
      0918-6158, 1347-5215
    • 年月日
      2022-02-01
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Fibulin-4 Accelerates Amyloid Formation by Binding with a Keratin 5 Peptide Fragment2022

    • 著者名/発表者名
      Katagiri Fumihiko、Ueo Daisuke、Okubo-Gunge Yumi、Usui Aya、Kuwatsuka Sayaka、Mine Yoshiko、Hamada Keisuke、Fujiwara Sakuhei、Sasaki Takako、Nomizu Motoyoshi、Utani Atsushi
    • 雑誌名

      JID Innovations

      巻: 2 号: 3 ページ: 100114-100114

    • DOI

      10.1016/j.xjidi.2022.100114

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] RGDX1X2 motif regulates integrin αvβ5 binding for pluripotent stem cell adhesion2022

    • 著者名/発表者名
      Yamada Yuji、Onda Toru、Hagiuda Ayami、Kan Ryuji、Matsunuma Masumi、Hamada Keisuke、Kikkawa Yamato、Nomizu Motoyoshi
    • 雑誌名

      The FASEB Journal

      巻: 36 号: 7

    • DOI

      10.1096/fj.202200317r

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Structural Requirement of hA5G18 Peptide (DDFVFYVGGYPS) from Laminin α5 Chain for Amyloid-like Fibril Formation and Cell Adhesion2022

    • 著者名/発表者名
      Zhang Guangrui、Yamada Yuji、Kumai Jun、Hamada Keisuke、Kikkawa Yamato、Nomizu Motoyoshi
    • 雑誌名

      Molecules

      巻: 27 号: 19 ページ: 6610-6610

    • DOI

      10.3390/molecules27196610

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 細胞接着ペプチドを探索してバイオマテリアルへ応用する2024

    • 著者名/発表者名
      野水基義
    • 学会等名
      第23回 生命化学研究会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of cell adhesive peptide-agarose matrices for biomaterial2023

    • 著者名/発表者名
      野水基義
    • 学会等名
      The 19th Akabori Conference (Japanese-German Symposium on Peptide Science)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of cell adhesive peptide-polysacchride matrices for biomaterial2023

    • 著者名/発表者名
      M. Nomizu, Y. Yamada, K. Hamada, and Y. Kikkawa
    • 学会等名
      13th International Peptide Symposium
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] RGDX1X2 motif regulates integrin αvβ5-mediated cell adhesion2023

    • 著者名/発表者名
      Y. Yamada, T. Onda, A. Hagiuda, R. Kan, M. Matsunuma, K. Hamada, Y. Kikkawa, and M. Nomizu
    • 学会等名
      13th International Peptide Symposium
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] インテグリンαvβ5結合性細胞接着ペプチドの構造活性相関研究2023

    • 著者名/発表者名
      山田雄二、恩田徹、和田悠里、濵田圭佑、吉川大和、野水基義
    • 学会等名
      第55回 日本結合組織学会学術大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] ラミニンα鎖LG4-5モジュールの機能的多様性の解明2023

    • 著者名/発表者名
      松沼真澄、管龍史、濵田圭佑、山田雄二、野水基義、吉川大和
    • 学会等名
      日本薬学会 第143年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] ヒト・ラミニンα鎖LG4-5モジュールの機能的な分類2022

    • 著者名/発表者名
      菅龍史、松沼真澄、濵田圭佑、山田雄二、野水基義、吉川大和
    • 学会等名
      第54回 日本結合組織学会学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] オクタアルギニン-およびオクタリジン-マトリックスの細胞接着活性2022

    • 著者名/発表者名
      恩田徹、山田雄二、濵田圭佑、吉川大和、野水基義
    • 学会等名
      第54回 日本結合組織学会学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] RGDX1X2配列のX1X2残基が人工多能性幹細胞のインテグリンαvβ5を介した細胞接着に必要である2022

    • 著者名/発表者名
      山田雄二、恩田徹、萩生田彩水、濵田圭佑、吉川大和、野水基義
    • 学会等名
      第54回 日本結合組織学会学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] ジストログリカン親和性ペプチドを介した筋ターゲティング型脂質ナノ粒子の開発2022

    • 著者名/発表者名
      佐々木愛理、板谷祐紀、濱田圭祐、中島康介、三浦剛、吉川大和、濱野展人、髙橋葉子、田中浩揮、秋田英万、野水基義、根岸洋一
    • 学会等名
      創剤フォーラム 第27回 若手研究会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Sequence-activity relationship analysis of integrin αvβ5-binding RGD peptides2022

    • 著者名/発表者名
      Yuji Yamada, Toru Onda, Yuri Wada, Keisuke Hamada, Yamato Kikkawa, and Motoyoshi Nomizu
    • 学会等名
      第59回 ペプチド討論会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] FVFYV from laminin α 5 chain as a template for amyloid-like fibrils2022

    • 著者名/発表者名
      Guangrui Zhang, Yuji Yamada, Jun Kumai, Keisuke Hamada, Yamato Kikkawa, and Motoyoshi Nomizu
    • 学会等名
      第59回 ペプチド討論会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluation of cell adhesion properties of XR8-matrices2022

    • 著者名/発表者名
      Toru Onda, Keisuke Hamada, Yamato Kikkawa, Motoyoshi Nomizu, and Yamato Yamada
    • 学会等名
      第59回 ペプチド討論会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ラミニンペプチドを修飾したアガロースゲルを用いた三次元細胞培養2021

    • 著者名/発表者名
      山田雄二、吉田智浩、濵田圭佑、吉川大和、野水基義
    • 学会等名
      第53回 日本結合組織学会学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 糸球体基底膜におけるラミニンβ2鎖の機能2021

    • 著者名/発表者名
      吉川大和、濵田圭佑、山田雄二、野水基義
    • 学会等名
      第53回 日本結合組織学会学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Cell adhesion activity of octaarginine2021

    • 著者名/発表者名
      Y. Yamada, T. Onda, K. Hamada, Y. Kikkawa, and M. Nomizu
    • 学会等名
      第56回 ペプチド討論会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Identification of RGD-containing sequences that promote induced pluripotent stem cell adhesion2021

    • 著者名/発表者名
      T. Onda, Y. Yamada, A. Hagiuda, K. Hamada, Y. Kikkawa, and M. Nomizu
    • 学会等名
      第56回 ペプチド討論会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] RGDに続く2残基はインテグリンαvβ5への結合を制御し、ヒト多能性幹細胞の接着を促進する2021

    • 著者名/発表者名
      山田雄二、萩生田彩水、恩田徹、濵田圭佑、吉川大和、野水基義
    • 学会等名
      日本薬学会 第142年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] オクタアルギニンとオクタリジンはヘパラン硫酸プロテオグリカンとインテグリンを介して細胞接着を促進する2021

    • 著者名/発表者名
      恩田徹、濵田圭佑、吉川大和、野水基義、山田雄二
    • 学会等名
      日本薬学会 第142年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] インテグリンαvβ5に結合するRGD含有ペプチドの構造活性相関研究2021

    • 著者名/発表者名
      和田悠里、恩田徹、萩生田彩水、濵田圭佑、吉川大和、野水基義、山田雄二
    • 学会等名
      日本薬学会 第142年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [図書] 生体分子と疾患(CSJカレントレビュー)2021

    • 著者名/発表者名
      山田雄二、野水基義
    • 総ページ数
      7
    • 出版者
      化学同人
    • ISBN
      9784759813999
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [産業財産権] ペプチド化合物2021

    • 発明者名
      山田雄二、吉川大和、野水基義、濵田圭佑
    • 権利者名
      山田雄二、吉川大和、野水基義、濵田圭佑
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2021
    • 取得年月日
      2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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