自己支持性高分子ナノ薄膜からなる革新的細胞デリバリー担体の創製

• 研究課題/領域番号: 25870050
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 生体医工学・生体材料学; 高分子化学
• 研究機関: 早稲田大学
• 研究代表者: 藤枝 俊宣 早稲田大学, 理工学術院, 助教 (70538735)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2013年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
• キーワード: ナノバイオ材料 / 生体材料科学 / 生体組織工学 / 再生医療 / 細胞移植 / 加齢黄斑変性症 / 高分子超薄膜 / 微細加工技術 / 生体材料 / 細胞移植療法 / 網膜色素上皮細胞 / 高分子ナノ薄膜 / ナノシート / 微細加工 / 移植・再生医療 / ナノバイオ / 細胞デリバリー

研究成果の概要

本研究では加齢黄斑変性症のような難治性網膜疾患に対する治療策として、狭小な網膜下への網膜色素上皮細胞の移植を狙い、柔軟な高分子ナノ薄膜からなる細胞移植担体の創製を目的とした。ポリ乳酸グリコール酸共重合体からなる微細パターン化ナノ薄膜を調製し、細胞をナノ薄膜上で選択的に培養した。医療用注射針を用いて細胞担持ナノ薄膜の注入操作を試みたところ、針内部のずり応力にも関わらず射出後もナノ薄膜上の細胞は90%近く生存することが判明した。さらに、ラット網膜下に細胞担持ナノ薄膜を移植したところ、黄斑部近傍に細胞層の移植が示唆された。以上より、細胞移植療法におけるナノ薄膜の有用性を初めて示すことに成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Spatial coordination of cell orientation directed by unique nanoribbon sheets. (2015)
  • 著者名/発表者名: Fujie, T., Shi, X., Ostrovidov, S., Liang, X., Nakajima, K., Chen, Y., Wu, H., Khademhosseini, A.
  • 雑誌名: Biomaterials 巻: 53 ページ: 86-94
  • DOI: 10.1016/j.biomaterials.2015.02.028
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Three-dimensional co-culture of C2C12/PC12 cells improves skeletal muscle tissue formation and function. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ostrovidov, S., Ahadian, S., Ramon-Azcon, J., Hosseini, V., Fujie, T., Prakash Parthiban, S., Shiku, H., Matsue, T., Kaji, H., Ramalingam, M., Bae, H., Khademhosseini, A.
  • 雑誌名: Journal of Tissue Engineering and Regenerative Medicine 巻: - 号: 2 ページ: 582-595
  • DOI: 10.1002/term.1956
  • 査読あり
• [雑誌論文] Myotube formation on gelatin nanofibers - multiwalled carbon nanotubes hybrid scaffolds. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ostrovidov, S., Shi, X., Zhang, L., Liang, X., Kim, S-B., Fujie, T., Ramalingam, M., Chen, M., Nakajima, K., Al-Hazmi, F., Bae, H., Memic, A., Khademhosseini, A.
  • 雑誌名: Biomaterials 巻: 35 号: 24 ページ: 6268-6277
  • DOI: 10.1016/j.biomaterials.2014.04.021
  • 査読あり
• [雑誌論文] Periosteum-mimetic structures made from freestanding microgrooved nanosheets. (2014)
  • 著者名/発表者名: Shi, X., Fujie, T., Saito, A., Takeoka, S., Hou, Y., Shu, Y., Chen, M., Wu, H., Khademhosseini, A.
  • 雑誌名: Advanced Materials 巻: 26 号: 20 ページ: 3290-3296
  • DOI: 10.1002/adma.201305804
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Skeletal muscle tissue engineering: Methods to form skeletal myotubes and their applications (2014)
  • 著者名/発表者名: Serge Ostrovidov, Vahid Hosseini, Samad Ahadian, Toshinori Fujie, S. Prakash Parthiban, Murugan Ramalingam, Hojae Bae, Hirokazu Kaji, Ali Khademhosseini
  • 雑誌名: Tissue Eng. B 巻: (in press) 号: 5 ページ: 403-436
  • DOI: 10.1089/ten.teb.2013.0534
  • 査読あり
• [雑誌論文] 細胞外マトリックスを規範とする高分子ナノシートの創製と生体組織工学への応用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤枝 俊宣
  • 雑誌名: 高分子論文集 巻: 71 号: 9 ページ: 408-417
  • DOI: 10.1295/koron.71.408
  • NAID: 130004691183
  • ISSN: 0386-2186, 1881-5685
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 再生医療を指向したバイオニックナノ薄膜の創製 (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤枝 俊宣
  • 雑誌名: 化学と工業 巻: 67 ページ: 996-997
  • 査読あり
• [雑誌論文] Micropatterned polymeric nanosheets for local delivery of an engineered epithelial monolayer (2014)
  • 著者名/発表者名: Fujie, T., Mori, Y., Ito, S., Nishizawa, M., Bae, H., Nagai, N., Onami, H., Abe, T., Khademhosseini, A., Kaji, H.
  • 雑誌名: Advanced Materials 巻: 26 号: 11 ページ: 1699-1705
  • DOI: 10.1002/adma.201304183
  • 査読あり
• [雑誌論文] 低侵襲な細胞移植療法に向けた微細パターン化高分子ナノシートの開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤枝 俊宣
  • 雑誌名: バイオマテリアル-生体材料- 巻: 32(1) ページ: 35-38
• [雑誌論文] ナノシートを活かした新しい医療材料：ナノ絆創膏の開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤枝 俊宣
  • 雑誌名: バイオサイエンスとインダストリー 巻: 72(2) ページ: 127-129
  • NAID: 40020020653
• [雑誌論文] 細胞外マトリックスの構造と機能を規範とする高分子ナノシートの開発と組織工学への応用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤枝 俊宣
  • 雑誌名: 機能材料 巻: 34(1) ページ: 32-39
• [雑誌論文] Engineered nanomembranes for directing cellular organization towards flexible biodevices (2013)
  • 著者名/発表者名: Toshinori Fujie, Samad Ahadian, Hao Liu, Haixin Chang, Serge Ostrovidov, Hongkai Wu, Hojae Bae, Ken Nakajima, Hirokazu Kaji, Ali Khademhosseini
  • 雑誌名: Nano Lett. 巻: 13 号: 7 ページ: 3185-3192
  • DOI: 10.1021/nl401237s
  • 査読あり
• [雑誌論文] Engineered nanomembranes for directing cellular organization towards flexible biodevices (2013)
  • 著者名/発表者名: Fujie, T., Ahadian, S., Liu, H., Chang, H., Ostrovidov, S., Wu, H., Bae, H., Nakajima, K., Kaji, H., Khademhosseini, A.
  • 雑誌名: Nano Letters 巻: 13 号: 8 ページ: 3185-3192
  • DOI: 10.1002/jbm.a.34935
  • 査読あり
• [学会発表] 導電性高分子ナノシートの構築とフレキシブル皮膚電極への応用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 藤枝 俊宣, 山岸 健人, 岡本 麻鈴, 武岡 真司.
  • 学会等名: 日本化学会第95春季年会(2015)
  • 発表場所: 千葉
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [学会発表] 高分子ナノシート上への金属配線のインクジェット印刷 (2015)
  • 著者名/発表者名: 岡本 麻鈴, 黒飛 みずほ, 山岸 健人, 村田 篤, 藤枝 俊宣, 岩瀬 英治, 岩田 浩康, 武岡 真司.
  • 学会等名: 日本化学会第95春季年会(2015)
  • 発表場所: 千葉
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [学会発表] 高分子ブレンドを利用したナノシートからの薬物徐放制御 (2015)
  • 著者名/発表者名: 西脇 圭亮，藤枝 俊宣，藤井 真央, 武岡 真司.
  • 学会等名: 日本化学会第95春季年会(2015)
  • 発表場所: 千葉
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [学会発表] 生体適合性ナノシートにおけるシート形状制御 (2015)
  • 著者名/発表者名: 新保 創太，藤枝 俊宣，岩瀬 英治.
  • 学会等名: 日本機械学会 関東学生会第54回学生員卒業研究発表講演会
  • 発表場所: 神奈川
  • 年月日: 2015-03-20
• [学会発表] 先端医療分野への応用を目指した高分子ナノシートの開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 藤枝 俊宣.
  • 学会等名: 帝人21世紀フォーラム
  • 発表場所: 静岡
  • 年月日: 2015-01-10 – 2015-01-11
  • 招待講演
• [学会発表] Development of freestanding microgrooved nanosheets with periosteum-mimetic structure. (2014)
  • 著者名/発表者名: Fujie, T., Shi, X., Ostrovidov, S., Wu, H., Khademhosseini, H., Takeoka, S.
  • 学会等名: Materials Today Asia 2014
  • 発表場所: HongKong
  • 年月日: 2014-12-09 – 2014-12-12
• [学会発表] 骨膜様微細溝構造を有する高分子ナノシートの開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤枝 俊宣, Shi Xuetao, Ostrovidov Serge, 武岡 真司, Khademhosseini Ali.
  • 学会等名: 第36回日本バイオマテリアル学会大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2014-11-17 – 2014-11-18
• [学会発表] ラット眼球網膜下への細胞担持ナノシートデリバリー (2014)
  • 著者名/発表者名: 森 好弘, 藤枝 俊宣, 永井 展裕, 西澤 松彦, 阿部 俊明, 梶 弘和.
  • 学会等名: 第36回日本バイオマテリアル学会大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2014-11-17 – 2014-11-18
• [学会発表] Flexible Skin-contact electrodes for recording biological electrical signals. (2014)
  • 著者名/発表者名: Fujie, T.
  • 学会等名: 2nd Symposium on the Institute of Advanced Active Aging, Waseda University
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2014-10-16 – 2014-10-17
  • 招待講演
• [学会発表] 導電性ナノシートの構築と皮膚電極としての特性評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山岸 健人, 藤枝 俊宣, 武岡 真司.
  • 学会等名: 第4回CSJ化学フェスタ2014
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2014-10-14 – 2014-10-16
• [学会発表] Fabrication of Micropatterned Polymeric Nanosheets for Local Delivery of an Engineered Epithelial Monolayer. (2014)
  • 著者名/発表者名: Fujie, T., Mori, Y., Nishizawa, M., Nagai, N., Abe, T., Khademhosseini, A., Kaji, H.
  • 学会等名: JSPS A3 Foresight International Symposium on Nano-Biomaterials and Regenerative Medicine
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2014-10-08 – 2014-10-09
• [学会発表] Development of Hierarchical Cellular Organization from Ultra Thin Macroporous Poly(lactic acid) Films. (2014)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, S. Fujie, T., Takeoka, S.
  • 学会等名: JSPS A3 Foresight International Symposium on Nano-Biomaterials and Regenerative Medicine
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2014-10-08 – 2014-10-09
• [学会発表] 微細加工技術を用いた高分子ナノシートの機能化と組織工学応用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤枝 俊宣, Shi Xuetao, Ostrovidov Serge, Khademhosseini Ali, 武岡 真司.
  • 学会等名: 第63回高分子討論会
  • 発表場所: 長崎
  • 年月日: 2014-09-24 – 2014-09-26
• [学会発表] 薬物担持ナノシートの構築と創傷被覆材としての評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 武岡 真司, 伊藤 佳祐, 藤枝 俊宣, 木下 学, 宮崎 裕美, 斎藤 大蔵.
  • 学会等名: 第63回高分子討論会
  • 発表場所: 長崎
  • 年月日: 2014-09-24 – 2014-09-26
• [学会発表] Calix crown 誘導体からなる高分子ナノシートの構築 (2014)
  • 著者名/発表者名: 佐藤 克典, 野口 元, 浅尾 幸平, 村田 篤, 藤枝 俊宣, 長瀬 裕, 武岡 真司.
  • 学会等名: 第63回高分子討論会
  • 発表場所: 長崎
  • 年月日: 2014-09-24 – 2014-09-26
• [学会発表] Bionic Nanomembranes Towards Wearable Electronics. (2014)
  • 著者名/発表者名: Fujie, T.
  • 学会等名: The 75th JSAP Annual Meeting 2014: Innovation in R&D of the Flexible Electronics -Toward the Inorganic Flexible Devices-
  • 発表場所: Sapporo
  • 年月日: 2014-09-17 – 2014-09-20
  • 招待講演
• [学会発表] Engineered nanomembranes towards flexible bioelectronics. (2014)
  • 著者名/発表者名: Fujie, T.
  • 学会等名: The 15th Joint Symposium between the University of Bonn and Waseda University on ‘Metabolic Sensing: Biology and Nano-Medicine’.
  • 発表場所: Chiba
  • 年月日: 2014-09-13 – 2014-09-14
• [学会発表] 皮膚電極に向けた導電性ナノシートの作製 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山岸 健人, 藤枝 俊宣, 武岡 真司.
  • 学会等名: 第9回相模ケイ素・材料フォーラム
  • 発表場所: 神奈川
  • 年月日: 2014-08-28
• [学会発表] Micropatterned polymeric nanosheets for local injection of an engineered epithelial monolayer. (2014)
  • 著者名/発表者名: Fujie, T., Mori, Y., Nishizawa, M., Nagai, N., Abe, T., Khademhosseini, A., Kaji, H.
  • 学会等名: 248th ACS National Meeting & Exposition
  • 発表場所: San Francisco
  • 年月日: 2014-08-10 – 2014-08-14
• [学会発表] Fabrication and evaluation of free-standing macroporous poly(lactic acid) nanosheets. (2014)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, S., Fujie, T., Zhang, H., Takeoka, S.
  • 学会等名: 248th ACS National Meeting & Exposition
  • 発表場所: San Francisco
  • 年月日: 2014-08-10 – 2014-08-14
• [学会発表] 機能性高分子ナノシートの開発と生体組織工学への応用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤枝 俊宣.
  • 学会等名: 14－1 超分子研究会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2014-05-14
  • 招待講演
• [学会発表] 高分子ナノシートからなる医療材料：ナノ絆創膏の開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤枝 俊宣.
  • 学会等名: 第8 回ナノ・バイオメディカル学会大会
  • 発表場所: 和歌山
  • 年月日: 2014-05-02
  • 招待講演
• [学会発表] Injectable Micropatterned Polymeric Nanosheets for Local Delivery of an Engineered Epithelial Monolayer. (2014)
  • 著者名/発表者名: Fujie, T., Mori, Y., Nishizawa, M., Nagai, N., Abe, T., Khademhosseini, A., Kaji, H.
  • 学会等名: 2014 MRS Spring Meeting & Exhibit
  • 発表場所: San Francisco
  • 年月日: 2014-04-21 – 2014-04-25
• [学会発表] 機能性高分子ナノシートからなる革新的組織工学材料の創製 (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤枝 俊宣
  • 学会等名: 日本化学会第94春季年会(2014)
  • 発表場所: 名古屋
  • 招待講演
• [学会発表] Flexible nanomembranes for directing cellular organization (2013)
  • 著者名/発表者名: Fujie, T., Liu, H., Nakajima, K., Kaji, H., Khademhosseini, A.
  • 学会等名: International Soft Matter Conference 2013 (ISMC 2013)
  • 発表場所: Rome
• [学会発表] Local Delivery of Engineered Cell Monolayer Directed by Micropatterned Polymeric Nanosheets (2013)
  • 著者名/発表者名: 藤枝 俊宣
  • 学会等名: 日本バイオマテリアル学会
  • 発表場所: 東京
  • 招待講演
• [学会発表] 微細パターン化高分子ナノシートによる細胞移植療法の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 藤枝 俊宣, 森 好弘, 伊藤 俊太郎, 永井 展裕, 西澤 松彦, 阿部 俊明, Khademhosseini Ali, 梶 弘和
  • 学会等名: 第62回高分子討論会
  • 発表場所: 金沢
• [学会発表] マイクロパターン化高分子ナノシートを用いた細胞デリバリー担体の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 藤枝 俊宣, 森 好弘, 伊藤 俊太郎, 西澤 松彦, 永井 展裕, 阿部 俊明, Khademhosseini Ali, 梶 弘和
  • 学会等名: 医用高分子研究会
  • 発表場所: 東京
• [図書] 「高分子ナノシートの柔軟性と密着性を利用した「ナノ絆創膏」の開発と医療応用（第3章18節）」生体模倣技術と新材料･新製品開発への応用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤枝 俊宣, 木下 学.
  • 総ページ数: 8
  • 出版者: 技術情報協会
• [図書] Development of Nanosheet Technology Towards Advanced Nanomedical Engineering (ch. 6), in Nanobiotechnology (2014)
  • 著者名/発表者名: Fujie, T., Takeoka, S.
  • 総ページ数: 27
  • 出版者: One Central Press
• [図書] Bioinspired Muscle Tissue Devices (ch. 35), in Handbook of Biomimetics and Bioinspiration (2014)
  • 著者名/発表者名: Fujie, T., Ostrovidov, S., Ahadian, S., S. Prakash Parthiban, Khademhosseini, A., Kaji, H
  • 総ページ数: 16
  • 出版者: World Scientific Publishing
• [備考] 早稲田大学 生体分子集合科学研究室
  • URL: http://www.takeoka.biomed.sci.waseda.ac.jp/
• [備考] 早稲田大学 アクティヴ・エイジング研究所
  • URL: http://www.kikou.waseda.ac.jp/jyuten/WSD322_open.php?KikoId=06&KenkyujoId=7J&kbn=0
• [備考] バイオマテリアル: 移植用細胞を低侵襲的に送り届けるナノカーペット
  • URL: http://research.wpi-aimr.tohoku.ac.jp/jpn/research/811
• [備考] バイオマテリアル: 細胞を整列させる
  • URL: https://research.wpi-aimr.tohoku.ac.jp/jpn/research/775
• [備考] バイオマテリアル: 移植用細胞を低侵襲的に送り届けるナノカーペット
  • URL: http://research.wpi-aimr.tohoku.ac.jp/jpn/research/811
• [備考] バイオマテリアル: 細胞を整列させる
  • URL: http://research.wpi-aimr.tohoku.ac.jp/jpn/research/775
• [備考] 早稲田大学 生体分子集合科学研究室
  • URL: http://www.takeoka.biomed.sci.waseda.ac.jp/index.php
• [産業財産権] 形状制御されたナノシート及びその製造方法 (2015)
  • 発明者名: 岩瀬英治,新保創太,武岡真司,藤枝俊宣,梶 弘和,阿部俊明
  • 権利者名: 岩瀬英治,新保創太,武岡真司,藤枝俊宣,梶 弘和,阿部俊明
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2015-043990
  • 出願年月日: 2015-03-05
• [産業財産権] 細胞担持パターン化ナノ薄膜 (2013)
  • 発明者名: 梶 弘和、藤枝俊宣、森 好弘、西澤松彦、阿部俊明、永井展裕
  • 権利者名: 梶 弘和、藤枝俊宣、森 好弘、西澤松彦、阿部俊明、永井展裕
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2013-137253
  • 出願年月日: 2013-06-28