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2020 年度 実績報告書

弱い相互作用を実現する生体模倣ポリマーの開発と免疫寛容の検証

計画研究

研究領域マテリアルシンバイオシスための生命物理化学
研究課題/領域番号 20H05877
研究機関国立研究開発法人物質・材料研究機構

研究代表者

荏原 充宏  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, グループリーダー (10452393)

研究分担者 宇都 甲一郎  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, 独立研究者 (30597034)
研究期間 (年度) 2020-11-19 – 2025-03-31
キーワード物質共生 / 免疫寛容 / 抗炎症 / 生体模倣 / スマートポリマー
研究実績の概要

近年の免疫治療学分野では、抗体のような標的分子と強く相互作用する分子ではなく、弱い相互作用に基づいて共生状態を調整している分子が大いに注目を集めている。本研究では、細胞がアポトーシスを起こす際に細胞膜の外側に露呈されるフォスファチジルセリン(PS)に着目し、抗炎症シグナルの誘導メカニズムを解明することを目的としている。その実現のために本研究では、独自に開発を進めてきたPSを模倣した合成ポリマー(methacryloyloxyethyl phosphorylserineポリマー; MPSポリマー)を基盤とした新たなシンバイオティック・マテリアルの創製を目指す。当該年度は、アMPSポリマーの分子デザインの最適化を行った。具体的には、マクロファージなどの免疫細胞が発現しているレセプターを同定し、MPSの物性(粒子径、硬さ、荷電、疎水度、共重合するモノマーの種類など)とレセプターの種類との相関を調査した結果、硬い粒子、小さい粒子が高い抗炎症効果を示した。これはマクロファージへの取り組み安さが原因と考えられる。

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

初年度は測定装置を揃えセットアップを行った。一部試薬などに関しては資材の納入の遅れなどがあったが、それ以外はおおむね順調に進展している。

今後の研究の推進方策

今後はMPSポリマーと免疫細胞との弱い相互作用という観点から、MPSポリマーの重合比、組成、分子量、粒径などが抗炎症効果に与える影響を詳細に調べることで、これまでになかった「物質共生のための生命物理化学」という学問を切り拓く。同時に物質共生のためのキーマテリアルを創製し、領域目標の達成に寄与する。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2021 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Temperature responsive smart polymer for enabling affinity enrichment of current coronavirus (SARS-CoV-2) to improve its diagnostic sensitivity2021

    • 著者名/発表者名
      Ahmed Nabil, Erika Yoshihara, Keita Hironaka, Ayman A Hassan , Gamal Shiha, Mitsuhiro Ebara
    • 雑誌名

      Computational and Structural Biotechnology Journal

      巻: 19 ページ: 3609-3617

    • DOI

      10.1016/j.csbj.2021.06.016

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A Diels-Alder polymer platform for thermally enhanced drug release toward efficient local cancer chemotherapy2021

    • 著者名/発表者名
      Nanami Fujisawa, Masato Takanohashi, Lili Chen, Koichiro Uto, Yoshitaka Matsumoto, Masayuki Takeuchi, and Mitsuhiro Ebara
    • 雑誌名

      Science and Technology of Advanced Materials

      巻: 22 ページ: 522-531

    • DOI

      10.1002/mp.14516

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development of a new poly-ε-caprolactone with low melting point for creating a thermoset mask used in radiation therapy2021

    • 著者名/発表者名
      Aoyama Takahiro、Uto Koichiro、Shimizu Hidetoshi、Ebara Mitsuhiro、Kitagawa Tomoki、Tachibana Hiroyuki、Suzuki Kojiro、Kodaira Takeshi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 ページ: 20409

    • DOI

      10.1038/s41598-021-00005-2

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Shape-memory balloon offering simultaneous thermo/chemotherapies to improve anti-osteosarcoma efficacy2021

    • 著者名/発表者名
      Ouchi Sosuke、Niiyama Eri、Sugo Ken、Uto Koichiro、Takenaka Satoshi、Kikuchi Akihiko、Ebara Mitsuhiro
    • 雑誌名

      Biomaterials Science

      巻: 9 ページ: 6957~6965

    • DOI

      10.1039/D1BM00780G

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 免疫反応を制御するバイオマテリアル ~死細胞から学ぶ巧みな免疫制御システム2021

    • 著者名/発表者名
      荏原 充宏 田崎 朱里
    • 雑誌名

      オレオサイエンス

      巻: 21 ページ: 447-453

  • [学会発表] Design of Apoptotic Cell-inspired Anti-inflammatory Polymers to Control The Inflammatory Environment in Immune Cells2021

    • 著者名/発表者名
      田崎 朱里 劉 懿華 荏原 充宏
    • 学会等名
      第8回アジアバイオマテリアル学会
    • 国際学会
  • [学会発表] 抗炎症MPSポリマーの構造制御とミクログリア細胞の炎症環境に与える影響2021

    • 著者名/発表者名
      田崎 朱里 劉 懿華 荏原 充宏
    • 学会等名
      第70回高分子討論会
  • [学会発表] 脊髄損傷におけるミクログリア細胞の炎症抑制を可能にするアポトーシス細胞模倣粒子の設計2021

    • 著者名/発表者名
      田崎 朱里 劉 懿華 荏原 充宏
    • 学会等名
      第37回日本DDS学会学術集会
  • [学会発表] 脊髄損傷部での免疫環境を制御可能なアポトーシス細胞膜模倣高分子の設計2021

    • 著者名/発表者名
      田崎 朱里 劉 懿華 荏原 充宏
    • 学会等名
      第70回高分子学会年次大会
  • [学会発表] Apoptotic cell-mimetic nanomaterials for anti-inflammation therapy2021

    • 著者名/発表者名
      劉 懿華 荏原 充宏
    • 学会等名
      第8回アジアバイオマテリアル学会
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 荏原研究室HP

    • URL

      https://www.nims.go.jp/bmc/group/smartbiomaterials/

  • [備考] 荏原研究室Facebook

    • URL

      https://www.facebook.com/EBALab/

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公開日: 2022-12-28  

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