高度分子認識を目指した生体分子と合成高分子のなす超構造界面密生層の構築

2012 年度 実績報告書

• 研究領域: ソフトインターフェースの分子科学
• 研究課題/領域番号: 20106011
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 長崎 幸夫 筑波大学, 数理物質系, 教授 (90198309)
• 研究分担者: 吉本 敬太郎 東京大学, 総合文化研究科, 准教授 (60392172)
• 研究期間 (年度): 2008-04-01 – 2013-03-31
• キーワード: 酸化ストレス / 活性酸素 / 安定ラジカル / 表面コーティング / ポリエチレングリコール / 細胞分化抑制 / 血液活性化抑 / 血液透析

研究実績の概要

これまで、エントロピー、親水性、運動性等の物理化学的因子を最適化し、生体成分等の非特異吸着抑制効果を極限まで高めるだけでなく、抗体やオリゴ核酸、アプタマーなどとのハイブリッド化がその配向性を向上させ、認識能や安定性を向上させることを見いだしてきた。本年度は生体と接触する界面に於いて、生体が発するシグナル、特に炎症性サイトカインや活性酸素に着目した生体と界面の接触に関して検討する。すなわちこれまで行ってきた高分子ブラシに加え、活性酸素種を消去することにより非特異吸着に与える影響や細胞の活性化凝集などを追究し、細胞に優しい界面を設計する。さらに抗体ハイブリッド表面を構築し、細胞分離用表面設計を行う。1.活性酸素種を消去する材料の合成：ポリエチレングリコール(PEG)を一成分とし、疎水性セグメントに活性酸素と触媒的に反応するニトロキシドラジカルを導入した疎水性セグメントを有する親疎水性ブロック共重合体を合成した。PEGの無いホモポリマーをコントロールとして合成した。2．ニトロキシドラジカル含有PEGブラシ表面の設計：上のように作製した材料をガラスビーズ表面に固定し、新たなブラシ表面を作製した。3．細胞接触能：全血から取り出した血液細胞を接触させ、その接着量、凝集特性、サイトカイン産出能および活性酸素種消去能に関する検討を行った。特に白血球/血小板消費量とともにサイトカイン産生、血液凝固に関する検討を行い、細胞と材料との接触による血液活性化抑制に関して検討を行った。4．HL60細胞を用い、ROS消去表面との接触による分化誘導に関する検討を行い、ROS消去表面で分化が効果的に抑制されていることを確認した。

現在までの達成度 (段落)

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Enhanced intracellular drug delivery of pH-sensitive doxorubicin/poly(ethylene glycol)-block-poly(4-vinylbenzylphosphonate) nanoparticles in multi-drug resistant human epidermoid KB carcinoma cells (2013)
  • 著者名/発表者名: 長崎幸夫
  • 雑誌名: Biomaterials Science 巻: 1 ページ: 361-367
  • DOI: DOI:10.1039/C2BM00156J
  • 査読あり
• [雑誌論文] Facile solid-phase synthesis of a highly stable poly(ethylene glycol)-oligonucleotide conjugate (2013)
  • 著者名/発表者名: 長崎幸夫
  • 雑誌名: Journal of Materials Chemistry B 巻: 1 ページ: 529-535
  • DOI: DOI:10.1039/C2TB00031H
  • 査読あり
• [雑誌論文] The glycolytic enzymes PGK1 and PKM2 as novel transcriptional targets of PPAR gamma in breast cancer pathophysiology (2013)
  • 著者名/発表者名: 長崎幸夫
  • 雑誌名: Journal of Drug Targeting 巻: 21 ページ: 161-174
  • DOI: DOI: 10.3109/1061186X.2012.736998
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel Biocompatible Nanoreactor for Silica/Gold Hybrid Nanoparticles Preparation (2013)
  • 著者名/発表者名: 長崎幸夫
  • 雑誌名: Colloids and Surfaces B: Biointerfaces 巻: 102 ページ: 778-782
  • DOI: 10.1016/j.colsurfb.2012.09.034
  • 査読あり
• [雑誌論文] An Orally Administered Redox Nanoparticle that Accumlates in the Colonic Mucosa and Reduces Colitis in Mice (2012)
  • 著者名/発表者名: Long Binh Vong, Tsutomu Tomita, Toru Yoshitomi, Hirofumi Matsui, Yukio Nagasaki
  • 雑誌名: Gastroenterology 巻: Vol.143, No.4 ページ: 1027-1036
  • DOI: doi:10.1053/j.gastro.2012.06.043
  • 査読あり
• [雑誌論文] Redox Nanoparticle Treatment Protects Against Neurological Deficit in Focused Ultrasound-Induced Intracerebral Hemorrhage (2012)
  • 著者名/発表者名: Pennapa Chonpathompikunlert, Ching-Hsiang Fan, Yuki Ozaki, Toru Yoshitomi, Chih-Kuang Yeh, Yukio Nagasaki
  • 雑誌名: Nanomedicine 巻: Vol.7, No.7 ページ: 1029-1043
  • DOI: doi:10.2217/nnm.12.2
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of a high-performance immunolatex based on "soft landing" antibody immobilization mechanism (2012)
  • 著者名/発表者名: Xiaofei Yuan, Dolca Fabregat, Keitaro Yoshimoto and Yukio Nagasaki
  • 雑誌名: Colloid and Surface B: Biointreface 巻: Vol.99 ページ: 45-52
  • DOI: 10.1016/j.colsurfb.2011.09.040
  • 査読あり
• [雑誌論文] Boron Neutron Capture Therapy Assisted by Boron-conjugated Nanoparticles (2012)
  • 著者名/発表者名: Shogo Sumitani, Yukio Nagasaki
  • 雑誌名: Polymer Journal 巻: Vol.44, No.6 ページ: 522-530
  • DOI: doi:10.1038/pj.2012.30
  • 査読あり
• [雑誌論文] Block Ionomer Complexes of PEG-block-poly(4-vinylbenzylphosphonate) and Cationic Surfactants as Highly Stable, pH Responsive Drug Delivery System (2012)
  • 著者名/発表者名: Masao Kamimura, Jong Oh Kim, Alexander V. Kabanov, Tatiana K. Bronich, and Yukio Nagasaki
  • 雑誌名: Journal of Controlled Release 巻: Vol.160 ページ: 486-494
  • DOI: doi:10.1016/j.jconrel.2012.04.027
  • 査読あり
• [雑誌論文] Long-term survival and functional maintenance of hepatocytes by using a microfabricated cell array (2012)
  • 著者名/発表者名: Yutaka Ikeda, Tomoko Jomura, Umeko Horiuchi, Junko Saeki, Keitaro Yoshimoto, Takeshi Ikeya, Yukio Nagasaki
  • 雑誌名: Colloid and Surface, B, Biointerface 巻: 97 ページ: 97-100
  • DOI: doi:10.1016/j.colsurfb.2012.04.022
  • 査読あり
• [雑誌論文] Improved Complementary Polymer Pair System: Switching for Enzyme Activity by PEGylated Polymers (2012)
  • 著者名/発表者名: Takaaki Kurinomaru, Shunsuke Tomita, Shinpei Kudo, Sumon Ganguli, Yukio Nagasaki, Kentaro Shiraki
  • 雑誌名: Langmuir 巻: Vol.28, No.9 ページ: 4334-4338
  • DOI: doi:10.1021/la2043312
  • 査読あり
• [雑誌論文] PEGylation Technology in Nanomedicine (2012)
  • 著者名/発表者名: Yutaka Ikeda, Yukio Nagasaki
  • 雑誌名: Advances in Polymer Science 巻: Volume 247, Polymers in Nanomedicine ページ: 115-140
  • DOI: doi:10.1007/12_2011_154
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pharmacokinetic Study and In Vivo Cancer Boron Neutron Capture Therapy Based on Core-Polymerized and Boron-Conjugated Micelles (2012)
  • 著者名/発表者名: Shogo Sumitani, Motoi Oishi, Tatsuya Yaguchi, Hiroki Murotani, Yukichi Horiguchi, Minoru Suzuki, Koji Ono, Hironobu Yanagie, Yukio Nagasaki
  • 雑誌名: Biomaterials 巻: Volume 33, Issue 13, May ページ: 3568-3577
  • DOI: DOI:10.1016/j.biomaterials.2012.01.039
  • 査読あり
• [雑誌論文] 生体適合性ポリエチレングリコール表面の構築 (2012)
  • 著者名/発表者名: 長崎幸夫
  • 雑誌名: 高分子 巻: 61巻、2月号 ページ: 77-82
  • 査読あり
• [雑誌論文] Different mechanisms of action of poly(ethylene glycol) and arginine on thermal inactivation of lysozyme and ribonuclease A (2012)
  • 著者名/発表者名: 長崎幸夫
  • 雑誌名: Biotechnology & Bioengineering 巻: 109 ページ: 2453-2552
  • DOI: doi: 10.1002/bit.24531
  • 査読あり
• [雑誌論文] 1.Design and preparation of a nanoprobe for imaging inflammation sites (2012)
  • 著者名/発表者名: 長崎幸夫
  • 雑誌名: Biointerphase 巻: 7 ページ: 1-7
  • DOI: DOI: 10.1007/s13758-011-0007-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dependence of Swelling Behavior of pH-responsive PEG-modified Nanogel on Cross-link Density (2012)
  • 著者名/発表者名: 長崎幸夫
  • 雑誌名: Polymer Journal 巻: 44 ページ: 240-244
  • DOI: doi:10.1038/pj.2011.123
  • 査読あり
• [雑誌論文] Creation of a blood-compatible surface: a novel strategy for suppressing blood activation and coagulation using nitroxide radical-containing polymer with reactive oxygen species scavenging activity, (2012)
  • 著者名/発表者名: 長崎幸夫
  • 雑誌名: Acta Biomaterialia 巻: 8 ページ: 1323-1329
  • DOI: DOI: 10.1016/j.actbio.2011.11.029
  • 査読あり
• [雑誌論文] High PEGylation Efficiency of Pentaethylenehexamine-end Poly(ethyleneglycol) (mPEG-N6) for Active-ester Surface, (2012)
  • 著者名/発表者名: 長崎幸夫
  • 雑誌名: Colloid and Surface B: Biointerface 巻: 92 ページ: 25-29
  • DOI: doi: 10.1016/j.colsurfb.2011.11.013
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nitroxide radicals and nanoparticles: A partnership for nanomedicine radical delivery, (2012)
  • 著者名/発表者名: 長崎幸夫
  • 雑誌名: Therapeutic Delivery 巻: 3 ページ: 1-15
  • DOI: doi: 10.4155/tde.11.153
  • 査読あり
• [学会発表] バイオインターフェースの設計 (2012)
  • 著者名/発表者名: 長崎幸夫
  • 学会等名: 有機エレクトロニクス研究会（OME)（招待講演）
  • 発表場所: 沖縄青年会館、那覇
  • 年月日: 2012-12-05
  • 招待講演
• [図書] ガドリニウムフラーレンによる中性子捕捉療法、2013ナノカーボン技術大全 (2012)
  • 著者名/発表者名: 長崎幸夫
  • 総ページ数: 5
  • 出版者: Electric Journal
• [図書] ナノゲルによるピンポイント治療・診断システムへの展開、先端バイオマテリアルハンドブック (2012)
  • 著者名/発表者名: 長崎幸夫
  • 総ページ数: 6
  • 出版者: エヌ・ティー・エス
• [図書] ナノ粒子アシスト型がん化学療法の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 長崎幸夫
  • 総ページ数: 7
  • 出版者: 公益財団法人大阪癌研究会