細胞認識因子を組み込んだインテリジェント型細胞分離基材の開発

• 研究課題/領域番号: 26420714
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 複合材料・表界面工学
• 研究機関: 慶應義塾大学 (2017); 東京女子医科大学 (2014-2016)
• 研究代表者: 長瀬 健一 慶應義塾大学, 薬学部(芝共立), 准教授 (10439838)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2014年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: 細胞分離 / 細胞接着 / 温度応答性 / 再生医療 / バイオマテリアル / インテリジェント界面 / 高分子ブラシ / 幹細胞

研究成果の概要

本研究課題では、再生医療への応用を目的とし、細胞治療に用いる細胞を温度変化のみで分離するインテリジェント型分離基材の設計を行なった。ガラス基板、微細加工基板、マイクロファイバーの表面に温度応答性高分子であるポリ(N-イソプロピルアクリルアミド)(PIPAAm)を修飾し、37℃で細胞を接着させて20℃で細胞を脱着させる基板表面を作製した。この際、細胞種ごとの接着性の差を大きくする基材設計を行なう事で細胞の分離効率の向上を試みた。

研究成果

• [雑誌論文] Poly(N-isopropylacrylamide)-based thermoresponsive surfaces provide new types of biomedical applications (2018)
  • 著者名/発表者名: Kenichi Nagase, Masayuki Yamato, Hideko Kanazawa, Teruo Okano
  • 雑誌名: Biomaterials 巻: 153 ページ: 27-48
  • DOI: 10.1016/j.biomaterials.2017.10.026
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Poly(N-isopropylacrylamide) based thermoresponsive polymer brushes for bioseparation, cellular tissue fabrication, and nano actuators (2018)
  • 著者名/発表者名: Kenichi Nagase、Teruo Okano、Hideko Kanazawa
  • 雑誌名: Nano-Structures & Nano-Objects 巻: 16 ページ: 9-23
  • DOI: 10.1016/j.nanoso.2018.03.010
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] 温度応答性高分子ブラシの精密設計とバイオセパレーションへの応用 (2018)
  • 著者名/発表者名: 長瀬 健一, 岡野 光夫, 金澤 秀子
  • 雑誌名: 高分子論文集 巻: 75 号: 2 ページ: 143-154
  • DOI: 10.1295/koron.2017-0073
  • NAID: 130006528514
  • ISSN: 0386-2186, 1881-5685
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] 微細構造表面と温度応答性高分子を用いた細胞分離技術の開発 (2018)
  • 著者名/発表者名: 長瀬,健一、宿輪理紗、小沼隆大、大和雅之、武田直哉、岡野光夫
  • 雑誌名: バイオマテリアル -生体材料- 巻: 36 ページ: 158-159
  • 査読あり
• [雑誌論文] Micro/nano-imprinted substrates grafted with a thermoresponsive polymer for thermally modulated cell separation (2017)
  • 著者名/発表者名: Kenichi Nagase, Risa Shukuwa, Takahiro Onuma, Masayuki Yamato, Naoya Takeda, Teruo Okano
  • 雑誌名: Journal of Materials Chemistry B 巻: 5 号: 30 ページ: 5924-5930
  • DOI: 10.1039/c7tb01251a
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermoresponsive polymer-modified microfibers for cell separations (2017)
  • 著者名/発表者名: Kenichi Nagase, Yoichi Sakurada, Satoru Onizuka, Takanori Iwata, Masayuki Yamato, Naoya Takeda, Teruo Okano
  • 雑誌名: Acta Biomaterialia 巻: 印刷中 ページ: 81-92
  • DOI: 10.1016/j.actbio.2017.02.033
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Thermoresponsive Anionic Block Copolymer Brushes with Strongly Anionic Bottom Segment for Effective Interactions with Biomolecules (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Nagase, J. Kobayashi, A. Kikuchi, Y. Akiyama, H. Kanazawa, T. Okano
  • 雑誌名: RSC Advances 巻: 6 号: 95 ページ: 93169-93179
  • DOI: 10.1039/c6ra20944k
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermoresponsive-polymer-based materials for temperature-modulated bioanalysis and bioseparations (2016)
  • 著者名/発表者名: Kenichi Nagase, Teruo Okano
  • 雑誌名: Journal of Materials Chemistry B 巻: 4 号: 39 ページ: 6381-6397
  • DOI: 10.1039/c6tb01003b
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Protein separations via thermally responsive ionic block copolymer brush layers (2016)
  • 著者名/発表者名: Kenichi Nagase, Jun Kobayashi, Akihiko Kikuchi, Yoshikatsu Akiyama, Hideko Kanazawa, Teruo Okano
  • 雑誌名: RSC Advances 巻: 6 号: 31 ページ: 26254-26263
  • DOI: 10.1039/c6ra01061j
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Enhanced Wettability Changes by Synergistic Effect of Micro/Nanoimprinted Substrates and Grafted Thermoresponsive Polymer Brushes (2015)
  • 著者名/発表者名: Kenichi Nagase, Takahiro Onuma, Masayuki Yamato, Naoya Takeda, Teruo Okano
  • 雑誌名: Macromolecular Rapid Communications 巻: 36 号: 22 ページ: 1965-1970
  • DOI: 10.1002/marc.201500393
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Thermoresponsive Cationic Copolymer Brushes for Mesenchymal Stem Cell Separation (2015)
  • 著者名/発表者名: Kenichi Nagase, Yuri Hatakeyama, Tatsuya Shimizu, Katsuhisa Matsuura, Masayuki Yamato, Naoya Takeda, Teruo Okano
  • 雑誌名: Biomacromolecules 巻: 16 号: 2 ページ: 532-540
  • DOI: 10.1021/bm501591s
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] 温度応答性高分子修飾シリカ担体の作製と細胞分離カラムへの応用 (2018)
  • 著者名/発表者名: 長瀬 健一、永田勇貴、稲永大夢、秋元 文、金澤秀子
  • 学会等名: 第17回日本再生医療学会総会
• [学会発表] 温度応答性ナノインプリント基板の作製と温度制御型細胞分離への検討 (2018)
  • 著者名/発表者名: 長瀬 健一、宿輪理紗、小沼隆大、大和雅之、武田直也、岡野光夫
  • 学会等名: 第17回日本再生医療学会総会
• [学会発表] 温度応答性マイクロファイバーの作製と細胞分離の検討 (2017)
  • 著者名/発表者名: 長瀬健一, 桜田燿一, 岩田隆紀, 大和雅之, 武田直也, 岡野光夫
  • 学会等名: 第16回日本再生医療学会総会
  • 発表場所: 仙台国際センター(宮城県仙台市）
  • 年月日: 2017-03-07
• [学会発表] 温度応答性高分子ブラシを修飾した微細構造基板による細胞分離 (2017)
  • 著者名/発表者名: 長瀬 健一、宿輪理紗、小沼隆大、大和雅之、武田直也、岡野光夫
  • 学会等名: 第39回日本バイオマテリアル学会大会
• [学会発表] Thermoresponsive microfibers as temperature modulated cell separation materials (2017)
  • 著者名/発表者名: Kenichi Nagase, Yoichi Sakurada, Takanori Iwata, Masayuki Yamato, Naoya Takeda, Teruo Okano
  • 学会等名: HPLC2017 Jeju
  • 国際学会
• [学会発表] Thermoresponsive Polymer Modified Nanoimprint Substrates for Cell Separation (2017)
  • 著者名/発表者名: Kenichi Nagase, Risa Shukuwa, Takahiro Onuma, Masayuki Yamato, Naoya Takeda, Teruo Okano
  • 学会等名: The 6th Asian Biomaterials Congress: ABMC6
  • 国際学会
• [学会発表] 細胞分離への応用を目的としたナノインプリントリソグラフィーによる温度応答性微細構造基板の開発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 長瀬 健一、宿輪理紗、小沼隆大、大和雅之、武田直也、岡野光夫
  • 学会等名: 第66回高分子討論会
• [学会発表] Thermally-Modulated Cell Separations using Microfibers (2017)
  • 著者名/発表者名: Kenichi Nagase, Yoichi Sakurada, Takanori Iwata, Masayuki Yamato, Naoya Takeda, Teruo Okano
  • 学会等名: ESB2017
  • 国際学会
• [学会発表] 間葉系幹細胞の分離を目的とした温度応答性マイクロファイバーの作製 (2017)
  • 著者名/発表者名: 長瀬 健一、桜田燿一、鬼塚 理、岩田隆紀、大和雅之、武田直也、岡野光夫
  • 学会等名: 第24回クロマトグラフィーシンポジウム（仙台）
• [学会発表] Thermally Modulated Cell Separation using Thermoresponsive Micro Fibers (2016)
  • 著者名/発表者名: Kenichi Nagase, Yoichi Sakurada, Masayuki Yamato, Naoya Takeda, Teruo Okano
  • 学会等名: The 11th SPSJ International Polymer Conference (IPC 2016)
  • 発表場所: 福岡国際会議場（福岡県福岡市）
  • 年月日: 2016-12-13
  • 国際学会
• [学会発表] Thermoresponsive Microfibers for Purification of Adipose Derived Mesenchymal Stem Cells (2016)
  • 著者名/発表者名: Kenichi Nagase, Yoichi Sakurada, Takanori Iwata, Masayuki Yamato, Naoya Takeda, Teruo Okano
  • 学会等名: 3rd International Conference on Biomaterials Science in Tokyo - ICBS2016
  • 発表場所: 東京大学（東京都文京区）
  • 年月日: 2016-11-28
  • 国際学会
• [学会発表] 細胞分離を目的とした感温性マイクロファイバーの作製 (2016)
  • 著者名/発表者名: 長瀬健一, 桜田燿一, 大和雅之, 武田直也, 岡野光夫
  • 学会等名: 日本バイオマテリアル学会シンポジウム2016
  • 発表場所: 福岡国際会議場（福岡県福岡市）
  • 年月日: 2016-11-21
• [学会発表] 再生医療・バイオ創薬のための高機能分離技術の開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 長瀬健一, 岡野光夫
  • 学会等名: 第27回クロマトグラフィー科学会議（東京）
  • 発表場所: 慶應義塾大学芝共立キャンパス（東京都港区）
  • 年月日: 2016-11-16
  • 招待講演
• [学会発表] Thermoresponsive Polymer Modified Micro Fibers for Temperature-Modulated Cell Separations (2016)
  • 著者名/発表者名: Kenichi Nagase, Yoichi Sakurada, Masayuki Yamato, Naoya Takeda, Teruo Okano
  • 学会等名: The 17th International Biotechnology Symposium and Exhibition (IBS 2016)/International Biofest 2016
  • 発表場所: メルボルン（オーストラリア）
  • 年月日: 2016-10-24
  • 国際学会
• [学会発表] Thermoresponsive micro fibers for controlling cellular adhesion/detachment. 2nd International Symposium on Nanoarchitectonics for Mechanobiology (2016)
  • 著者名/発表者名: Kenichi Nagase, Yoichi Sakurada, Masayuki Yamato, Naoya Takeda, Teruo Okano
  • 学会等名: 2nd International Symposium on Nanoarchitectonics for Mechanobiology
  • 発表場所: 物質材料研究機構 (茨城県つくば市）
  • 年月日: 2016-07-27
  • 国際学会
• [学会発表] 微細構造表面の温度応答性ポリマーブラシの濡れ性と細胞接着性評価 (2016)
  • 著者名/発表者名: 長瀬健一, 小沼隆大, 宿輪理紗, 大和雅之, 武田直也, 岡野光夫
  • 学会等名: 第45回医用高分子シンポジウム
  • 発表場所: 産業技術総合研究所 臨海副都心センター 別館（東京都江東区)
  • 年月日: 2016-07-25
• [学会発表] 微細構造表面に形成された温度応答性高分子ブラシの特性と細胞接着挙動 (2016)
  • 著者名/発表者名: 長瀬健一, 小沼隆大, 大和雅之, 武田直也, 岡野光夫
  • 学会等名: 第65回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場・展示場（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2016-05-25
• [学会発表] Thermally-modulated stem cell purification using thermoresponsive ionic copolymer brush (2016)
  • 著者名/発表者名: Kenichi Nagase, Yuri Hatakeyama, Tatsuya Shimizu, Katsuhisa Matsuura, Masayuki Yamato, Naoya Takeda, Teruo Okano
  • 学会等名: 10th World Biomaterials Congress
  • 発表場所: モントリオール（カナダ）
  • 年月日: 2016-05-17
  • 国際学会
• [学会発表] Precisely designed thermoresponsive polymer brushes for cell separations (2016)
  • 著者名/発表者名: Kenichi Nagase, Teruo Okano
  • 学会等名: EMN Meeting On Hydrogel Materials 2016
  • 発表場所: シンガポール（シンガポール）
  • 年月日: 2016-05-09
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 正荷電を有する感温性ポリマーブラシによる骨髄間葉系幹細胞の分離 (2016)
  • 著者名/発表者名: 長瀬健一, 畠山由梨, 清水達也, 松浦勝久, 大和雅之, 武田直也, 岡野光夫
  • 学会等名: 第15回日本再生医療学会総会
  • 発表場所: 大阪国際会議場（大阪府大阪市）
  • 年月日: 2016-03-17
• [学会発表] Stem Cell Separation using Thermoresponsive Copolymer Brushes having Cationic Charge (2015)
  • 著者名/発表者名: Kenichi Nagase, Yuri Hatakeyama, Tatsuya Shimizu, Katsuhisa Matsuura, Masayuki Yamato, Naoya Takeda, Teruo Okano
  • 学会等名: 2015 International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science (MHS2015)
  • 発表場所: 名古屋大学（愛知県名古屋市）
  • 年月日: 2015-11-23
  • 国際学会
• [学会発表] Thermally Modulated Mesenchymal Stem Cell Separation Using Thermoresponsive Cationic Copolymer Brush (2015)
  • 著者名/発表者名: Kenichi Nagase, Yuri Hatakeyama, Tatsuya Shimizu, Katsuhisa Matsuura, Masayuki Yamato, Naoya Takeda, Teruo Okano
  • 学会等名: 27th European Conference on Biomaterials, ESB2015
  • 発表場所: ICE Kraków (Krakow, Poland)
  • 年月日: 2015-08-30
  • 国際学会
• [学会発表] カチオン性温度応答性コポリマーブラシの作製と間葉系幹細胞分離への応用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 長瀬健一, 畠山由梨, 清水達也, 松浦勝久, 大和雅之, 武田直也, 岡野光夫
  • 学会等名: 第44回医用高分子シンポジウム
  • 発表場所: 産業技術総合研究所 臨海副都心センター (東京都江東区）
  • 年月日: 2015-07-27
• [学会発表] Bioseparation using Thermoresponsive Polymer Brushes (2015)
  • 著者名/発表者名: Kenichi Nagase, Teruo Okano
  • 学会等名: The 5th Asian Biomaterials Congress (ABMC5)
  • 発表場所: Chientan Youth Activity Center (Taipei, Taiwan)
  • 年月日: 2015-05-06
  • 国際学会
• [学会発表] 精密重合法によるナノ・バイオインターフェイスの構築とバイオセパレーションへの応用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 長瀬健一
  • 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: 2014-11-18
  • 招待講演
• [学会発表] Thermoresponsive Proteins and Cells Separation Materials Possessing Precisely Designed Polymer Brushes (2014)
  • 著者名/発表者名: Kenichi Nagase, Teruo Okano
  • 学会等名: IUMRS-International Conference in Asia (IUMRS-ICA 2014)
  • 発表場所: Ｆｕｋｕｏｋａ
  • 年月日: 2014-08-26
  • 招待講演
• [学会発表] ナノ・バイオインターフェイスの設計と生体物質との相互作用制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 長瀬健一
  • 学会等名: 分子ナノテクノロジー第174委員会・第47回研究会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2014-06-02
  • 招待講演