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2023 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, 高分子・バイオ材料研究センター, 副センター長 (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, 高分子・バイオ材料研究センター, 主任研究員 (30597034)
研究期間 (年度) 2020-11-19 – 2025-03-31
キーワード弱い相互作用 / 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、MPSポリマーと免疫細胞との相互作用を検討した結果、MPSポリマーの重合比、組成、分子量、粒径などのパラメーターによって免疫細胞と相互作用を変化させると免疫細胞の抗炎症効果に大きく影響を与えることが明らかとなった。これらの結果は、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ために重要な知見となる。

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

近接場発光法を利用することで、MPSを認識するレセプターの網羅的解析を行うことが本年度の目標としたが、標識化したMPS粒子の作製とそれを用いたレセプターの探索を行うことができ、Tim4ファミリーがその候補として確認できた。

今後の研究の推進方策

今後は、昨年度系を立ち上げた近接場発光法を用いたMPSレセプターの網羅的解析をさらに掘り進め、MPS構造とレセプターへの親和性について定量的な解析を行う。特にMPSを導入する材料側の特性がMPS認識に与える影響について調べる。他の計画班が有する解析装置(高速ライブセルAFM、X線結晶構造解析、NMR解析、X線散乱、高速原子間力顕微鏡およびクライオ電子顕微鏡解析)を利用することで、相互作用の強さを明らかにしていく。同時に、本研究計画を通しての最終目標がMPSポリマーの抗炎症治療への応用であるため、効率的な投与方法や最適な血中滞留時間などをさらに制御する必要がある。そのために、抗体やヒアルロン酸との融合により新たな治療薬としての開発を進める。

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2023 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 4件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件、 招待講演 6件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] エジプト肝臓病センター(エジプト)

    • 国名
      エジプト
    • 外国機関名
      エジプト肝臓病センター
  • [雑誌論文] Development of Apoptotic-Cell-Inspired Antibody-Drug Conjugate for Effective Immune Modulation2023

    • 著者名/発表者名
      Lee Gyeongwoo、Iwase Taishu、Matsumoto Shunsuke、Nabil Ahmed、Ebara Mitsuhiro
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 24 ページ: 16036~16036

    • DOI

      10.3390/ijms242216036

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Design of an apoptotic cell-mimetic wound dressing using phosphoserine-chitosan hydrogels2023

    • 著者名/発表者名
      Lee Gyeongwoo、Nabil Ahmed、Kwon Oh Hyeong、Ebara Mitsuhiro
    • 雑誌名

      Biomaterials Science

      巻: 11 ページ: 7897~7908

    • DOI

      10.1039/d3bm01259j

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Multiphase PCL semi-interpenetrating networks exhibiting the triple- and stress-free two-way shape memory effect2023

    • 著者名/発表者名
      Uto Koichiro、Matsushita Yoshitaka、Ebara Mitsuhiro
    • 雑誌名

      Polymer Chemistry

      巻: 14 ページ: 1478~1487

    • DOI

      10.1039/d2py01607a

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Humidity‐Responsive Polyvinyl Alcohol/Microcrystalline Cellulose Composites with Shape Memory Features for Hair‐Styling Applications2023

    • 著者名/発表者名
      Uto Koichiro、Liu Yihua、Mu Mingwei、Yamamoto Rie、Azechi Chinami、Tenjimbayashi Mizuki、Kaeser Adrien、Marliac Marie‐Adeline、Alam Mohammad Mydul、Sasai Jun、Ebara Mitsuhiro
    • 雑誌名

      Advanced Materials Interfaces

      巻: 11 ページ: 2300274

    • DOI

      10.1002/admi.202300274

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A facile, flexible, and multifunctional thermo-chemotherapy system for customized treatment of drug-resistant breast cancer2023

    • 著者名/発表者名
      Chen Lili、Nabil Ahmed、Fujisawa Nanami、Oe Emiho、Li Kai、Ebara Mitsuhiro
    • 雑誌名

      Journal of Controlled Release

      巻: 363 ページ: 550~561

    • DOI

      10.1016/j.jconrel.2023.10.010

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Tunable enzymatically degradable hydrogels for controlled cargo release with dynamic mechanical properties2023

    • 著者名/発表者名
      Tanimoto Riho、Ebara Mitsuhiro、Uto Koichiro
    • 雑誌名

      Soft Matter

      巻: 19 ページ: 6224~6233

    • DOI

      10.1039/D3SM00475A

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Elastocaloric effect of shape memory polymers in elastic response regime2023

    • 著者名/発表者名
      Hirai Takamasa、Uto Koichiro、Ebara Mitsuhiro、Uchida Ken-ichi
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Energy

      巻: 5 ページ: 034011~034011

    • DOI

      10.1088/2515-7655/ace7f3

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Biobased chitosan-derived self-nitrogen-doped porous carbon nanofibers containing nitrogen-doped zeolites for efficient removal of uremic toxins during hemodialysis2023

    • 著者名/発表者名
      Yang I-Hsuan、Szabo Laszlo、Sasaki Makoto、Uto Koichiro、Henzie Joel、Lin Feng-Huei、Samitsu Sadaki、Ebara Mitsuhiro
    • 雑誌名

      International Journal of Biological Macromolecules

      巻: 253 ページ: 126880~126880

    • DOI

      10.1016/j.ijbiomac.2023.126880

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Locally implantable nanofibre meshes by sustained release of temozolomide for combined thermo-chemotherapy to treat glioblastoma2023

    • 著者名/発表者名
      Oe Emiho、Fujisawa Nanami、Chen Lili、Uto Koichiro、Matsumoto Yoshitaka、Ebara Mitsuhiro
    • 雑誌名

      New Journal of Chemistry

      巻: 47 ページ: 5816~5824

    • DOI

      10.1039/D3NJ00534H

    • 査読あり
  • [学会発表] “貼るがん治療”を目指した スマートナノファイバーメッシュの開発2023

    • 著者名/発表者名
      荏原充宏、大江笑北、藤澤七海、鷹觜聖人、陳麗麗、新山瑛理
    • 学会等名
      第39回日本DDS学会学術集会
    • 招待講演
  • [学会発表] スマートナノファイバーで拓く 新たな癌治療戦略2023

    • 著者名/発表者名
      荏原充宏
    • 学会等名
      日本ハイパーサーミア学会第40回大会
    • 招待講演
  • [学会発表] スマートポリマーを用いた 感染症早期診断への展開2023

    • 著者名/発表者名
      Ahmed Nabil, James Lai, Allan S. Hoffman, 荏原充宏
    • 学会等名
      第72回高分子討論会
    • 招待講演
  • [学会発表] スマートナノファイバーメッシュによる 末梢神経再生・癌治療への挑戦2023

    • 著者名/発表者名
      荏原充宏
    • 学会等名
      第45回日本バイオマテリアル学会大会
    • 招待講演
  • [学会発表] Smart Polymer Technologies for Global Health2023

    • 著者名/発表者名
      Mitsuhiro Ebara
    • 学会等名
      The 11th Pacific Rim International Conference on Advanced Materials and Processing
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Smart Nanofiber Technologies for Cancer Themo/Chemotherapy2023

    • 著者名/発表者名
      Mitsuhiro Ebara
    • 学会等名
      Annual Symposium of Taiwanese Society of Biomedical Engineering
    • 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/index.html

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公開日: 2024-12-25  

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