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2019 年度 実績報告書

細胞集合体誘導技術と足場との組み合わせによる3次元組織の構築

研究課題

研究課題/領域番号 16K01400
研究機関関西大学

研究代表者

平野 義明  関西大学, 化学生命工学部, 教授 (80247874)

研究分担者 大槻 周平  大阪医科大学, 医学部, 講師 (20589840)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
キーワード細胞集合体 / ペプチドハイドロゲル / 自己組織化 / 足場材料 / RGDS / 半月板再生医療 / 軟骨 / 分化誘導
研究実績の概要

細胞集合体埋入ペプチドハイドロゲル足場のin vivo評価(長期埋入による組織学的評価を実施した)
ペプチドハイドロゲル足場のin vivo評価を、予定より長期にかけて実施するため申請を延長した。
ペプチドと生理食塩水の混合によって調整したハイドロゲルのみを半月板損傷モデルに埋入し組織再生能力を検討した。その結果、ハイドロゲルの力学的特性が弱いため、体液等で溶出してしまい組織の再生が全く見られないことが分かった。そこで、ゲル化の手法を詳細に検討したところ、ゲル化溶媒としてPBSの濃度を制御してゲルを形成させることで、これまでの生理食塩水を用いた方法より力学物性が約5倍程度高くなるゲルの作製方法を見出した。このゲルのみを半月板に損傷モデルに埋入したところ、約8週間~12週間で半月板組織が再生できていることが分かった。以上の結果から、ゲルの強度が半月板再生に影響をおよぼしていることが明らかになった。さらには幹細胞がなくても半月板が再生できる可能性を示唆する結果となった。軟骨・骨芽細胞集合体や幹細胞から細胞集合体をペプチドハイドロゲル内に埋入後、ウサギの軟骨および半月板損傷モデルに移植して、細胞集合体からの3次元組織への構築挙動を解析した。その結果、ハイドロゲルのみやハイドロゲルに細胞集合体誘導ペプチドを添加した場合について、動物組織からの細胞の遊走が認められた。さらには、組織再生挙動や細胞の増殖・分化やハイドロゲルの分解挙動を組織学的に解析したところ、細胞集合誘導ペプチド添加系ではやや優位な細胞の増殖・分化が確認できた。ハイドロゲルの分解挙動は、約8週間程度でほぼ分解することが分かった。

  • 研究成果

    (23件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (18件) 備考 (2件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Oxidation Reaction of Proline-Containing Peptide by Iron Complex Catalysis2020

    • 著者名/発表者名
      A. Kawakami, M. Kobayashi, Y. Obora, Y. Hirano
    • 雑誌名

      Peptide Science 2019

      巻: 2019 ページ: 57-58

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sonoporation-based labeling of mesenchymal stem cells with polymeric MRI contrast agents for live-cell tracking2019

    • 著者名/発表者名
      A. Mahara, N. Kobayashi, Y. Hirano, T. Yamaoka,
    • 雑誌名

      Polymer Journal

      巻: 57(7) ページ: 685-692

    • 査読あり
  • [学会発表] βヘアピンペプチドハイドロゲルを用いた細胞の3次元培養2019

    • 著者名/発表者名
      髙木亜美,平野義明
    • 学会等名
      第36回関西地区ペプチドセミナー
  • [学会発表] 細胞膜貫通ペプチドと細胞の相互作用評価2019

    • 著者名/発表者名
      薄田莉沙,平野義明
    • 学会等名
      第36回関西地区ペプチドセミナー
  • [学会発表] ペプチドハイドロゲルを用いた半月板再生の検討2019

    • 著者名/発表者名
      平野義明, 奥野修大, 大槻周平, 青山 丈, 中川浩輔, 村上友彦, 池田邦明, 岡吉倫弘, 若間仁司, 岡本純典, 根尾昌志
    • 学会等名
      第41回日本バイオマテリアル学会大会
  • [学会発表] “ナビゲーター”による血中病因物質の代謝経路の人工的な切り替え2019

    • 著者名/発表者名
      神戸裕介, 古屋敷賢人, 平野義明, 山岡哲二
    • 学会等名
      第41回日本バイオマテリアル学会大会
  • [学会発表] ペプチドによる細胞凝集体誘導の可能性2019

    • 著者名/発表者名
      平野義明
    • 学会等名
      第7回細胞凝集研究会
  • [学会発表] Design of barnacle-mimetic peptides enhanced RGDS cell attachment site for tissue engineering scaffold2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Hirano, D. Fujii, A. Takagi, S. Kakinoki, K. Kamino
    • 学会等名
      第56回ペプチド討論会
  • [学会発表] 細胞膜アンカーを目指したα-へリックス型ペプチドの合成2019

    • 著者名/発表者名
      最上譲二, 大場倭利, 平野義明, 山本雅哉
    • 学会等名
      第68回高分子討論会
  • [学会発表] 細胞膜貫通ペプチドの合成と細胞との相互作用評価2019

    • 著者名/発表者名
      薄田莉沙, 徐 于懿, 山岡哲二, 平野義明
    • 学会等名
      第68回高分子討論会
  • [学会発表] 自己組織化ペプチドによる組織工学用足場材料の設計2019

    • 著者名/発表者名
      平野義明, 藤井大輔, 横川亮祐, 青山 丈, 柿木佐知朗
    • 学会等名
      第68回高分子討論会
  • [学会発表] α-へリックスペプチドを用いた薬物の細胞内送達2019

    • 著者名/発表者名
      薄田莉沙, 山岡哲二, 平野義明
    • 学会等名
      日本バイオマテリアル学会関西ブロック第14回若手研究発表会
  • [学会発表] ペプチドハイドロゲルを用いた細胞の3次元培養2019

    • 著者名/発表者名
      Pierce Carrouth, 髙木亜美, 宮部享幸, 平野義明
    • 学会等名
      日本バイオマテリアル学会関西ブロック第14回若手研究発表会
  • [学会発表] フジツボ由来ペプチドを用いたハイドロゲル足場材料の設計2019

    • 著者名/発表者名
      髙木亜美, 紙野 圭, 柿木佐知朗, 平野義明
    • 学会等名
      第65回高分子研究発表会(神戸)
  • [学会発表] 細胞イメージングのための細胞膜貫通ペプチドの合成と評価2019

    • 著者名/発表者名
      薄田莉沙, 徐 于懿, 山岡哲二, 平野義明
    • 学会等名
      第65回高分子研究発表会(神戸)
  • [学会発表] ペプチドによる細胞の周辺環境の制御2019

    • 著者名/発表者名
      平野義明
    • 学会等名
      第152回ポバール会
  • [学会発表] 細胞集合体誘導ペプチドのメカニズムに関する一考察2019

    • 著者名/発表者名
      髙城伸之助, 網本育史, 山本雄貴, 柿木佐知朗, 平野義明
    • 学会等名
      第68回高分子学会年次大会
  • [学会発表] 弾性率と生分解性を独立して広範囲に制御可能なシルクゲルの開発2019

    • 著者名/発表者名
      神戸祐介, 溝口裕二, 桑原 健, 中沖隆彦, 平野義明, 山岡哲二
    • 学会等名
      第68回高分子学会年次大会
  • [学会発表] βストランドペプチドと生理活性部位の修飾に関する考察2019

    • 著者名/発表者名
      藤井大輔, 髙木亜美, 紙野 圭, 柿木佐知朗, 平野義明
    • 学会等名
      第68回高分子学会年次大会
  • [学会発表] Single-layer β-ヘアピンペプチド構造の自己組織化2019

    • 著者名/発表者名
      横川亮祐, 柿木佐知朗, 平野義明
    • 学会等名
      第68回高分子学会年次大会
  • [備考] 軟骨・半月板を「再生する」足場となるポリマーゲルの開発

    • URL

      http://www.kansai-u.ac.jp/ku-smart/research/research01/research01_002.html

  • [備考] 関西大学 化学生命工学部 化学・物質工学科 生体物質化学研究室

    • URL

      http://www.chemmater.kansai-u.ac.jp/biomol/

  • [産業財産権] 関節疾患治療用の医薬組成物及びその製造方法2019

    • 発明者名
      平野義明・大槻周平・奥野修大
    • 権利者名
      平野義明・大槻周平・奥野修大
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2019-094073

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公開日: 2021-01-27  

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