人工赤血球の酸素運搬機能時間を体内電子供与系の活用により飛躍的に延長させる

• 研究課題/領域番号: 25282136
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生体医工学・生体材料学
• 研究機関: 奈良県立医科大学
• 研究代表者: 酒井 宏水 奈良県立医科大学, 医学部, 教授 (70318830)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 19,110千円 (直接経費: 14,700千円、間接経費: 4,410千円); 2015年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円); 2014年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2013年度: 12,350千円 (直接経費: 9,500千円、間接経費: 2,850千円)
• キーワード: 人工酸素運搬体 / 人工赤血球 / リポソーム / ヘモグロビン / 電子伝達物質 / メトヘモグロビン / 輸血代替 / 酸素輸送 / 電子伝達系 / 解糖系 / 血液代替物 / Phenothiazine / 人工血液 / 再生医学 / 生体機能利用 / 生体材料 / 電子移動 / レドックス / ナノバイオ

研究成果の概要

人工赤血球(ヘモグロビンベシクル, Hb-V)は、輸血代替として体内における酸素運搬機能と安全性が実証されている。Hb-VはmetHb還元酵素系を持たないため、投与後metHbが漸増する。電子伝達物質メチレンブルー(MB)を投与すると、赤血球解糖系で産生される還元型NAD(P)Hの電子エネルギーがMBを介してHb-Vに移動し、metHbを還元することが解った。さらに、電子伝達系として作動しうる分子14種について検討したところ、幾つかの有効な分子が見つかった。脂質膜への親和性、酸化還元電位、NAD(P)Hとの反応性、還元型分子の酸素との反応性などが、重要な因子と考えられた。

研究成果

• [国際共同研究] Lund University(Sweden)
• [雑誌論文] Potential electron mediators to extract electron energies of RBC glycolysis for prolonged in vivo functional lifetime of hemoglobin-vesicles (2015)
  • 著者名/発表者名: Karin Kettisen, Leif Bülow, Hiromi Sakai
  • 雑誌名: Bioconjugate Chemistry 巻: 26 号: 4 ページ: 746-754
  • DOI: 10.1021/acs.bioconjchem.5b00076
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 人工赤血球(ヘモグロビンベシクル)の実現に向けて (2015)
  • 著者名/発表者名: 酒井宏水, 久禮智子
  • 雑誌名: 医学のあゆみ 巻: 253 ページ: 1180-1181
• [雑誌論文] 人工赤血球(ヘモグロビンベシクル)の実現に向けて (2015)
  • 著者名/発表者名: 酒井宏水、久禮智子
  • 雑誌名: 医学のあゆみ 巻: -
• [雑誌論文] Red Blood Cells Donate Electrons to Methylene-blue Mediated Chemical Reduction of Methemoglobin Compartmentalized in Liposomes in Blood. (2014)
  • 著者名/発表者名: Hiromi Sakai, Bing Li, Wei Lee Lim, Yumika Iga
  • 雑誌名: Bioconjugate Chemistry 巻: 25 号: 7 ページ: 1301-1310
  • DOI: 10.1021/bc500153x
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] Hb-vesicles (赤血球代替物)の有用性と開発の状況 (2015)
  • 著者名/発表者名: 酒井宏水
  • 学会等名: 第39回日本血液事業学会総会
  • 発表場所: 大阪国際会議場
  • 年月日: 2015-10-05
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Transmembrane electron mediators to extract electron energies of RBC glycolysis for prolonged in vivo functional lifespan of an artificial oxygen carrier (Hb-vesilces) (2015)
  • 著者名/発表者名: Hiromi Sakai
  • 学会等名: The 10th World Congress for Microcirculation
  • 発表場所: Kyoto International Conference Center
  • 年月日: 2015-09-25
  • 国際学会
• [学会発表] Prolonged in vivo functional lifespan of an artificial oxygen carrier (hemoglobin vesicles) using a transmembrane electron mediator and electron energies of red blood cells glycolysis (2015)
  • 著者名/発表者名: Hiromi Sakai
  • 学会等名: ICMAT2015 & IUMRS-ICA2015
  • 発表場所: Suntec, Singapore
  • 年月日: 2015-06-28
  • 国際学会
• [学会発表] Translational research of hemoglobin-vesicles as a transfusion alternative (2015)
  • 著者名/発表者名: Hiromi Sakai
  • 学会等名: International Society on Blood Substitutes (ISBS)
  • 発表場所: Lund University, Sweden
  • 年月日: 2015-06-21
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 赤血球解糖系が産生する電子エネルギーの活用による人工赤血球(ヘモグロビンベシクル)の機能持続効果 (2015)
  • 著者名/発表者名: 酒井宏水、Karin Kettisen、伊賀弓佳
  • 学会等名: 日本化学会第95春季年会
  • 発表場所: 日本大学船橋キャンパス
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [学会発表] Hemoglobin-vesicles for transfusion alternative and oxygen therapeutics (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Sakai
  • 学会等名: International Society on Oxygen Transport to Tissue (ISOTT) 2014
  • 発表場所: University College London, UK
  • 年月日: 2014-06-28 – 2014-07-03
  • 招待講演
• [学会発表] 体内電子供与系の活用による人工赤血球(ヘモグロビン小胞体)の機能復元
  • 著者名/発表者名: 酒井宏水、Li Bing、Lim Wei Lee
  • 学会等名: 日本化学会第94春季年会
  • 発表場所: 名古屋大学 東山キャンパス
• [備考] 奈良県立医科大学化学教室
  • URL: http://www.naramed-u.ac.jp/~chem/
• [産業財産権] ヘモグロビンのメト化抑制能を有する人工赤血球 (2016)
  • 発明者名: 酒井宏水、山田孫平
  • 権利者名: 酒井宏水、山田孫平
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2016-040494
  • 出願年月日: 2016-03-02