シグナル因子の固定化配置を応用する幹細胞培養系の開発

• 研究課題/領域番号: 22500431
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 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: 独立行政法人理化学研究所
• 研究代表者: 北嶋 隆 独立行政法人理化学研究所, 伊藤ナノ医工学研究室, 協力研究員 (40399556)
• 研究協力者: JODDAR Binata 独立行政法人理化学研究所, 伊藤ナノ医工学研究室, 海外特別研究員 ; SIVAKUMAR Malliapan Ponnurengam 独立行政法人理化学研究所, 伊藤ナノ医工学研究室, 海外特別研究員
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2012年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2011年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2010年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: 幹細胞 / 培養基材 / 増殖因子 / 培養法 / 細胞分化 / 蛋白質固定化 / 分化誘導 / ES細胞 / マトリックス / 血管細胞 / 組織構築 / 血管新生因子 / プロテインアレー

研究概要

光反応性ゼラチンを介して種々のシグナル分子を培養基材表面に固定化した。その表面上で幹細胞を培養し、その分化状態が制御できるかを検討したところ、固定化するマトリックス分子や増殖因子によって、幹細胞の多能性維持、分化誘導などの可能性が示唆された。LIFは未分化維持、activinは量に応じた異なる胚葉系細胞への分化、そしてVEGFは直接マウスiPS細胞からのCD31陽性細胞への誘導が可能であった。

研究成果

• [雑誌論文] Enhanced in vivo osteogenesis by nanocarrier- fused BMP4 (2013)
  • 著者名/発表者名: Shiozaki,Y., Kitajima,T., Mazaki, T., Yoshida Y., Tanaka M., Umezawa A., Nakamura M., Yoshida Y., Ito Y., Ozaki T., Matsukawa A.
  • 雑誌名: Int J Nanomed 巻: 8 ページ: 1349-1360
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhanced in vivo osteogenesis by nanocarrier-fused BMP4 (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Shiozaki
  • 雑誌名: Int. J. Nanomed. 巻: 8 ページ: 1349-1360
  • DOI: 10.2147/ijn.s44124
  • 査読あり
• [雑誌論文] Immobilization of epidermal growth factor on titanium and stainless steel surfaces via dopamine treatment (2012)
  • 著者名/発表者名: Kang, J., Sakuragi, M., Shibata, A., Abe, H., Kitajima, T., Tada, S., Mizutani, M., Ohmori, H., Ayame, H., Son, T.I., et al
  • 雑誌名: Materials Science and Engineering 巻: C 32 ページ: 2552-2561
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spatial immobilization of bone morphogenetic protein-4 in a collagen-PLGA hybrid scaffold for enhanced osteoinductivity (2012)
  • 著者名/発表者名: Lu, H., Kawazoe, N., Kitajima, T., Myoken, Y., Tomita, M., Umezawa, A., Chen, G., and Ito, Y
  • 雑誌名: Biomaterials 巻: 33 ページ: 6140-6146
  • 査読あり
• [雑誌論文] Design and Synthesis of Binding Growth Factors (2012)
  • 著者名/発表者名: Tada, S., Kitajima, T., and Ito, Y
  • 雑誌名: International Journal of Molecular Sciences 巻: 13 ページ: 6053-6072
  • 査読あり
• [雑誌論文] 結合性細胞増殖因子の創成と応用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 北嶋隆, 多田誠一, 伊藤嘉浩
  • 雑誌名: 高分子論文集 巻: 69 ページ: 1-10
  • NAID: 10030170305
  • 査読あり
• [雑誌論文] Immobilization of epidermal growth factor on titanium and stainless steel surfaces via dopamine treatment" (2012)
  • 著者名/発表者名: J. Kang
  • 雑誌名: Mater. Sci. Eng. C 巻: 32 号: 8 ページ: 2552-2561
  • DOI: 10.1016/j.msec.2012.07.039
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spatial immobilization of bone morphogenetic protein-4 in a collagen-PLGA hybrid scaffold for enhanced osteoinductivity (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Lu
  • 雑誌名: Biomaterials 巻: 33 号: 26 ページ: 6140-6146
  • DOI: 10.1016/j.biomaterials.2012.05.038
  • 査読あり
• [雑誌論文] Design and synthesis of binding growth factors (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Tada
  • 雑誌名: Int. J. Mol. Sci. 巻: 13 号: 5 ページ: 6053-6072
  • DOI: 10.3390/ijms13056053
  • 査読あり
• [雑誌論文] The effects of covalently immobilized hyaluronic acid substrates on the adhesion, expansion, and differentiation of embryonic stem cells for inA vitro tissue engineering (2011)
  • 著者名/発表者名: Joddar, B., Kitajima, T., and Ito, Y
  • 雑誌名: Biomaterials 巻: 32 ページ: 8404-8415
  • 査読あり
• [雑誌論文] Recombinant human gelatin substitute with photoreactive properties for cell culture and tissue engineering (2011)
  • 著者名/発表者名: Kitajima, T., Obuse, S., Adachi, T., Tomita, M., and Ito, Y
  • 雑誌名: Biotechnology and Bioengineering 巻: 108 ページ: 2468-2476
  • 査読あり
• [雑誌論文] Addition of the collagen binding domain of fibronectin potentiates the biochemical availability of hepatocyte growth factor for cutaneous wound healing (2011)
  • 著者名/発表者名: Okiyama, N., Kitajima, T., Ito, Y., Yokozeki, H., Miyasaka, N., and Kohsaka, H
  • 雑誌名: J Dermatological Science 巻: 61 ページ: 215-217
  • NAID: 10030890602
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fundamental characteristics of printed cell structures utilizing electrostatic inkjet phenomena (2011)
  • 著者名/発表者名: Umezu, S., Kitajima, T., Ohmori, H., Ito, Y
  • 雑誌名: Sensors and Actuators A:Physical 巻: 166 ページ: 251-255
  • 査読あり
• [雑誌論文] Recombinant hBMP4 incorporated with non-canonical amino acid for binding to hydroxyapatite (2011)
  • 著者名/発表者名: Sakuragi, M., Kitajima, T., Nagamune, T., and Ito, Y.
  • 雑誌名: Biotechnology Letters 巻: 33 ページ: 1885-1890
  • 査読あり
• [雑誌論文] The effects of covalently immobilized hyaluronic acid substrates on the adhesion, expansion, and differentiation of embryonic stem cells for in vitro tissue engineering (2011)
  • 著者名/発表者名: Binata Joddar, Takashi Kitajima, Yoshihiro Ito
  • 雑誌名: Biomaterials 巻: 32 号: 33 ページ: 8404-8415
  • DOI: 10.1016/j.biomaterials.2011.07.083
  • 査読あり
• [雑誌論文] Addition of the collagen binding domain of fibronectin potentiates the biochemical stability of hepatocyte growth factor for cutaneous wound healing. (2011)
  • 著者名/発表者名: Okiyama N, et al
  • 雑誌名: J Dermatol.Sci. 巻: (in press)
  • 査読あり
• [学会発表] 無機材料の表面へのBMPの固定 (2011)
  • 著者名/発表者名: 姜 廷和 櫻木 誠 多田 誠一 北嶋 隆 伊藤 嘉浩
  • 学会等名: 第33回日本バイオマテリアル学会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2011-11-21
• [学会発表] 進化分子工学的手法を用いた 化チタン表面へのEGFの固定化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 多田 誠一 北嶋 隆 伊藤 嘉浩
  • 学会等名: 第33回日本バイオマテリアル学会大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2011-11-21
• [学会発表] 進化分子工学的手法を用いた酸化チタン表面へのEGFの固定化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 多田誠一、北嶋隆、伊藤嘉浩
  • 学会等名: 第33回日本バイオマテリアル学会大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2011-11-21
• [学会発表] Immobilization of growth factor on inorganic surfaces (2011)
  • 著者名/発表者名: 姜 廷和 阿部 洋 北嶋 隆 相垣 敏郎 伊藤 嘉浩
  • 学会等名: 第40回医用高分子シンポジウムプログラム
  • 発表場所: 吹田
  • 年月日: 2011-07-25
• [学会発表] INVESTIGATING THE ROLE OF VARYING MOLECULAR WEIGHT OF HYALURONIC ACID IN THE PROLIFERATION AND DIFFERENTIATION OF MOUSE ES CELLS, EB3 IN VITRO (2011)
  • 著者名/発表者名: B.Joddar, T.Kitajima, E.Osaki, S.Takahashi, J.Kang, Y.Ito
  • 学会等名: International Society of Stem Cell Research 9^<th> Annual Meeting
  • 発表場所: Toronto、Canada
  • 年月日: 2011-06-17
• [学会発表] リボソームディスプレイ法による酸化チタン結合性ペプチド融合EGFの創製 (2011)
  • 著者名/発表者名: 多田 誠一 北嶋 隆 伊藤 嘉浩
  • 学会等名: 第60回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2011-05-25
• [学会発表] 無機材料結合性成長因子EGFの創成 (2011)
  • 著者名/発表者名: 姜廷和 櫻木誠 北嶋隆 伊藤嘉浩
  • 学会等名: 第10回日本再生医療学会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-03-02
• [学会発表] 可視光硬化型ゼラチン誘導体の調製とその性能評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 伊藤 小布施、北嶋 水越、松江、田代、中村、吉田
  • 学会等名: 第32回日本バイオマテリアル学会
  • 発表場所: 広島
  • 年月日: 2010-11-30
• [学会発表] 無機・金属材料上への成長因子固定化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 伊藤 嘉浩 姜 廷和 櫻木 誠 阿部 洋 北嶋 隆
  • 学会等名: 第32回日本バイオマテリアル学会大会
  • 発表場所: 広島
  • 年月日: 2010-11-29
• [学会発表] 可視光硬化型ゼラチン生体接着剤の開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 伊藤 嘉浩 小布施 聖 北嶋 隆 松江 清美 松江 登久 田代 英夫
  • 学会等名: 第48回日本人工臓器学会大会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2010-11-19
• [学会発表] 可視光硬化型ゼラチン誘導体 (2010)
  • 著者名/発表者名: 伊藤 嘉浩 小布施 聖 北嶋 隆 松江 清美 松江 登久 田代 英夫
  • 学会等名: 第59回高分子討論会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2010-09-15
• [学会発表] 金属・無機表面への成長因子の固定化による生体機能性付与 伊藤 嘉浩 (2010)
  • 著者名/発表者名: 姜 廷和 櫻木 誠 阿部 洋 北嶋 隆
  • 学会等名: 第59回高分子討論会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2010-09-15
• [学会発表] 金属・無機表面への成長因子の固定化による生体機能性付与 (2010)
  • 著者名/発表者名: 伊藤嘉浩, 姜廷和, 櫻木誠 阿部洋, 北嶋隆
  • 学会等名: 第59回高分子討論会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2010-09-15
• [学会発表] Covalent immobilization of EGF on dopamine-modified metal surfaces (2010)
  • 著者名/発表者名: 姜 廷和 櫻木 誠 阿部 洋 北嶋 隆 相垣 敏郎 伊藤 嘉浩
  • 学会等名: 日本化学会第4回関東支部大会
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 2010-08-30
• [学会発表] 細胞培養用の光硬化性ヒトゼラチンの合成 (2010)
  • 著者名/発表者名: Kadengodlu APallavi、 北嶋 隆、 小布施 聖、 伊藤 嘉浩
  • 学会等名: 日本化学会第4回関東支部大会
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 2010-08-30
• [学会発表] 無機・金属材料への成長因子固定化の試み (2010)
  • 著者名/発表者名: 姜 廷和 阿部 祥子 北嶋 隆 櫻木 誠 和田 章 阿部 洋 伊藤 嘉浩
  • 学会等名: 第39回医用高分子シンポジウム
  • 発表場所: 東京 日本
  • 年月日: 2010-07-26
• [学会発表] 無機・金属材料への成長因子固定化の試み (2010)
  • 著者名/発表者名: 姜廷和, 阿部祥子, 北嶋隆, 櫻木誠, 和田章, 阿洋, 伊藤嘉浩
  • 学会等名: 第39回医用高分子シンポジウム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2010-07-26
• [学会発表] 無機材料結合性成長因子EGFの創成 (2010)
  • 著者名/発表者名: 姜廷和, 櫻木誠, 北嶋隆, 伊藤嘉浩
  • 学会等名: 第10回日本再生医療学会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2010-03-02
• [図書] Chapter 17. Artificial Binding Growth Factors. In Handbook of Intelligent Scaffolds for Tissue Engineering and Regenerative Medicine (2012)
  • 著者名/発表者名: Kitajima, T., and Ito, Y
  • 出版者: Pan Stanford Publishing (Singapore)
• [図書] Handbook of Intelligent Scaffolds for Tissue Engineering and Regenerative Medicine : Chapter 17 Artificial Binding Growth Factors (2012)
  • 著者名/発表者名: Kitajima T, Ito Y
  • 総ページ数: 16
  • 出版者: Pan Stanford Publishing, Singapore
• [図書] Design of binding growth factors. in "The Hand book of Intelligent Scaffold for Regenerative Medicine". Chapter 17 (2011)
  • 著者名/発表者名: Kitajima T, Ito Y
  • 出版者: Pan Stanford Publishing Pte.Ltd(in press)