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免疫反応からの細胞保護を目指した人工glycocalyx様材料の創製

研究課題

研究課題/領域番号 23K25220
補助金の研究課題番号 22H03966 (2022-2023)
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金 (2024)
補助金 (2022-2023)
応募区分一般
審査区分 小区分90120:生体材料学関連
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

寺村 裕治  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 上級主任研究員 (10365421)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2025年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2024年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2023年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2022年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
キーワード細胞表面修飾 / PEG脂質 / ヘパリン / glycocalyx / 移植
研究開始時の研究の概要

本研究では、腎臓移植において虚血状態にさらされた血管内皮細胞を保護し、自然免疫反応からの攻撃(虚血再灌流障害)を防ぐことことができる細胞表面修飾剤の創製を目指す。ここでは、2つのアプローチ:(1)生体に本来備わっている免疫系の防御機構を模倣し、さらに、(2)ヒト免疫系を回避する細菌(髄膜炎菌)にインスパイアされた仕組みを取り入れて、生体反応を制御する細胞表面の修飾材料の創製を行う。

研究実績の概要

本研究では、腎臓移植において虚血状態にさらされた血管内皮細胞を保護し、自然免疫反応からの攻撃を防ぐことことができる細胞表面修飾剤の創製を目指す。ここでは、2つのアプローチ:(1)生体に本来備わっている免疫系の防御機構を模倣し、さらに、(2) ヒト免疫系を回避する細菌(髄膜炎菌)にインスパイアされた仕組みを取り入れて、生体反応を制御する細胞表面の修飾材料の創製を行う。まずは、虚血再灌流障害による消失したglycocalyxを再構築するために、ヘパリン結合脂質により血管内皮の修飾を試みる。このglycocalyxの中 で、抗凝固活性の中心的な役割を担うヘパリンを細胞表面に導入できる材料を創製するため、ヘパリンと脂質との結合体であるヘパリン脂質の合成と機能評価に取り組んだ。ヘパリンを脂質へ結合させるために、スペーサーとしてポリエチレングリコール(PEG)を選択した。PEG鎖末端 に、異なる長さのリジン残基を導入して、アミノ基に対して、フラグメント化したヘパリン鎖をさせ、リジン残基数を変化させ、1から8分子程度のヘパリンを結合させた。ヘパリンの導入量は、フルオレスカミンにより未反応のアミノ基を定量したところ、ほぼ90%以上のアミノ基が反応していることがわかった。臨界ミセル濃度から、両親媒性であること、QCM-Dによるトロンビン結合活性を保持していることが、アンチFXa活性からヘパリン活性があることがわかった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

実験は計画通りに進んでおり、予定あるいは想定通りの結果が得られているため。

今後の研究の推進方策

計画通り進める予定である。

報告書

(2件)
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2024 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 4件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (1件) (うち招待講演 1件)

  • [国際共同研究] ウプサラ大学(スウェーデン)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] ウプサラ大学(スウェーデン)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Liposome surface modifications-engineering techniques2024

    • 著者名/発表者名
      Ebert Roland、Adler Anna、Suzuki Haruna、Fromell Karin、Ekdahl Kristina N.、Nilsson Bo、Teramura Yuji
    • 雑誌名

      Liposomes in Drug Delivery What, Where, How and When to deliver

      巻: なし ページ: 193-215

    • DOI

      10.1016/b978-0-443-15491-1.00019-5

    • ISBN
      9780443154911
    • 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] 再生医療を利用した脳梗塞治療について2023

    • 著者名/発表者名
      寺村 裕治
    • 雑誌名

      人工臓器

      巻: 52 号: 3 ページ: 202-207

    • DOI

      10.11392/jsao.52.202

    • ISSN
      0300-0818, 1883-6097
    • 年月日
      2023-12-15
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] Regulation of the innate immune system by fragmented heparin-conjugated lipids on lipid bilayered membranes in vitro2023

    • 著者名/発表者名
      Adler Anna、Fritsch Marlene、Fromell Karin、Leneweit Gero、Ekdahl Kristina N.、Nilsson Bo、Teramura Yuji
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry B

      巻: 11 号: 46 ページ: 11121-11134

    • DOI

      10.1039/d3tb01721d

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Biomimetic polyelectrolyte coating of stem cells suppresses thrombotic activation and enhances its survival and function2023

    • 著者名/発表者名
      Rangasami Vignesh K.、Asawa Kenta、Teramura Yuji、Le Blanc Katrina、Nilsson Bo、Hilborn Jons、Varghese Oommen P.、Oommen Oommen P.
    • 雑誌名

      Biomaterials Advances

      巻: 147 ページ: 213331-213331

    • DOI

      10.1016/j.bioadv.2023.213331

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] 細胞膜修飾技術による細胞操作と細胞融合2023

    • 著者名/発表者名
      TERAMURA Yuji
    • 雑誌名

      オレオサイエンス

      巻: 23 号: 5 ページ: 249-257

    • DOI

      10.5650/oleoscience.23.249

    • ISSN
      1345-8949, 2187-3461
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] Impact of spontaneous liposome modification with phospholipid polymer-lipid conjugates on protein interactions2022

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Haruna、Adler Anna、Huang Tianwei、Kuramochi Akiko、Ohba Yoshiro、Sato Yuya、Nakamura Naoko、Manivel Vivek Anand、Ekdahl Kristina N、Nilsson Bo、Ishihara Kazuhiko、Teramura Yuji
    • 雑誌名

      Science and Technology of Advanced Materials

      巻: 23 号: 1 ページ: 845-857

    • DOI

      10.1080/14686996.2022.2146466

    • 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 / 国際共著
  • [学会発表] 産官学協働による医工連携の取り組み:脳血管内治療の成績と安全性の向上を目指した金属表面の改質2024

    • 著者名/発表者名
      寺村 裕治
    • 学会等名
      つくば医工連携フォーラム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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