| 研究課題/領域番号 |
21K19150
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分40:森林圏科学、水圏応用科学およびその関連分野
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
北岡 卓也 九州大学, 農学研究院, 教授 (90304766)
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| 研究期間 (年度) |
2021-07-09 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2023年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2022年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2021年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
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| キーワード | セルロース / キチン・キトサン / 構造多糖ナノファイバー / 表面官能基化 / ヒドロゲル基材 / 微小環境制御 / 医薬モダリティ / 細胞・組織工学 / セルロースナノファイバー / キチン・キトサンナノファイバー / 細胞制御培養 / ナノセルロース / TEMPO酸化 / 硫酸化・リン酸化 / 細胞培養基材 / マイクロ粒子 / 細胞応答制御 / 構造多糖 / 界面修飾 / 多孔質フォーム / 細胞生育環境 / 細胞組織工学 / ナノキチン / 界面物性 / 幹細胞ニッチ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
林産系ナノ素材として注目されている樹木セルロースナノファイバーや、水産資源のキチンナノファイバーは、豊富に賦存する天然資源としてのみならず、明確な固体界面構造を持つ“人工合成不可能な”希少ナノマテリアルとしてのポテンシャルを秘める。本研究では、再生医療の課題である造血・間葉系幹細胞の性質維持と未分化培養の鍵を握る微小環境の制御に、細胞外マトリックスの構造アナログとしてセルロースやキチンの結晶性ナノファイバーを用いることで、「固体糖鎖界面」と「ナノ繊維形状」の両特性で細胞・組織培養のための微小環境を制御する、新発想の幹細胞培養基材の開発に挑戦する。
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| 研究成果の概要 |
天然多糖の個性である「しなやかな硬さを持つナノ繊維形状（物理的特性）」と「制御可能な糖鎖界面（化学的特性）」が、生体内で細胞を取り囲む細胞外マトリックスの生物的特徴を備える点に着目し、再生医療の課題である間葉系幹細胞の性質維持と未分化培養の鍵を握る微小環境の制御に挑戦した。バイオイナートなセルロースナノファイバー表面にカルボキシ基や硫酸基を適量導入することで、初代ヒト間葉系幹細胞の無血清培養に成功した。つまり、培地も基材も動物由来成分不含（ゼノフリー）での幹細胞制御培養が可能になった。生体内の幹細胞周辺の微小環境を模倣できる多糖ナノファイバーは、新規医薬モダリティとして期待が持たれる。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
再生医療の発展が導く健康・長寿社会への期待から、ヒト幹細胞の制御培養に注目が集まっているが、細胞・培地の研究に対して足場素材の研究は遅れている。本研究は、天然多糖の樹木セルロースナノファイバーと甲殻類由来キチンナノファイバーが、固有のナノ形状と糖鎖界面を備えることに着目し、塗膜形成やヒドロゲル基材を調製することで、初代ヒト幹細胞の制御培養に成功した。表面改質多糖ナノファイバーは、細胞外マトリックス成分を模倣できる新規ゼノフリー素材であり、天然多糖の未知機能の開拓としての学術的意義に加えて、再生医療用幹細胞培養基材や創薬支援基盤の面からも、社会的意義の大きな研究成果である。
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