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2017 年度 実施状況報告書

多機能性ペプチドのナノ構造制御による細胞剥離ファイバーの開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K13623
研究機関東京大学

研究代表者

高井 まどか  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (40287975)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワードペプチド / 細胞 / 捕捉 / 剥離 / 酵素
研究実績の概要

昨年度までは、血中循環腫瘍細胞(CTC)をターゲットとして研究をしてきたが、さらなる応用展開のためには、血液中の白血病細胞など、抗体のアフィニテーを用いて、その他の細胞を捕捉の可能性を探る必要がある。そこで、対象のがん細胞を、白血病細胞とし、細胞分離システムの開発を行った。まず、抗体として、anti-CD45抗体を用いた。まず、目的としたEoL1細胞に、CD45の発現を、フローサートメトリーにより確かた。ポリスチレンマイクロファイバーにanti-CD45抗体を固定化することで、EoL1細胞捕捉が可能であった。捕捉されたEoL1細胞の剥離を次に試みた。ペプチドを結合させた抗CD45抗体を固定化した二次元基板による細胞捕捉を試みたが、ペプチドを結合させた抗CD45抗体に対してEoL1細胞の捕捉ができなかった。原因を確認するため、CTCモデルのMCF-7細胞とEoL1細胞のターゲット抗原の発現量を比較した。MCF-7のEpCAM発現量と比較し、CD45の発現量が少なかった。これらの結果より、発現量の少ないターゲット細胞に関しては、抗体の固定化量を増やす必要があると察した。これらの問題点を解決するため、抗体を低分子であるペプチドアプタマーに変更した。ペプチド配列RAL(Arg-Ala-Leu)は、ファージディスプレイによって白血病細胞に吸着する配列として発見されたものであり、我々の実験においてもヒト好酸球由来の白血病細胞であるEoL-1細胞に対してアフィニティがあることが分かっている。このRAL配列およびコラゲナーゼで分解するコラーゲン配列、そしてポリスチレン基板にアフィニティのあるポリスチレンタグをもつペプチドを合成した。現在細胞捕捉と剥離を検討中である。

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

今までターゲットとしてきた血中循環腫瘍細胞(CTC)から他のターゲット細胞においても、同システムで捕捉ができることを示せた。

今後の研究の推進方策

報告で記載したように、CTC以外のがん細胞や白血球を対象として、細胞を捕捉する可能性を探ったところ、捕捉する細胞により、膜に発現しているタンパク質の量が異なり、これが捕捉率に大きな影響を与えることがわかった。抗体の固定化密度を上げることで、捕捉率をあげることが可能であるため、抗体からペプチドアプタマーへ変更して選択性を見出す。

次年度使用額が生じた理由

血中循環がん細胞だけでなく、本マイクロファイバーとペプチドを用いたデバイスシステムの開発までを研究課題として実施する目的としたため。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Rapid and highly efficient capture and release of cancer cells using polymeric microfibers immobilized with enzyme-cleavable peptides2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshihara Akifumi、Sekine Ryota、Ueki Takayuki、Kondo Yasuhito、Sunaga Yoshiyuki、Nakaji-Hirabayashi Tadashi、Teramura Yuji、Takai Madoka
    • 雑誌名

      Acta Biomaterialia

      巻: 67 ページ: 32~41

    • DOI

      10.1016/j.actbio.2017.11.055

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Fabrication and Comparative Assessment of Electrospun Polymeric Microfiber-based Platform under Bulk Flow Conditions with Rapid and Efficient Antigen Capture2018

    • 著者名/発表者名
      Carlton Fune Ogasawara Hoy, Keiichiro Kushiro and Madoka Takai
    • 雑誌名

      Analyst

      巻: 143 ページ: 865-873

    • DOI

      10.1039/C7AN01366C

    • 査読あり
  • [学会発表] Detection of cancer cells using the device of 3D microfiber with mult-functional peptides2017

    • 著者名/発表者名
      Akifumi Yoshihara, Yuji Teramura, Yasuhito Kondo, Yoshiyuki Sunaga, Madoka Takai
    • 学会等名
      RSC Tokyo International conference 2017
    • 国際学会
  • [学会発表] Fabrication of electrospun polumeric fiber mats for the rapid and sensitive capture of antigen components2017

    • 著者名/発表者名
      Carlton F.O. Hoy, Keiichiro Kushiro, Madoka Takai
    • 学会等名
      RSC Tokyo International conference 2017
    • 国際学会
  • [学会発表] Fabrication of microfiber membrane capable of rapid diagnosis for immunoassay application2017

    • 著者名/発表者名
      Carlton Hoy, keiichiro Kushiro, Madoka Takai
    • 学会等名
      Biomaterials International 2017
    • 国際学会
  • [学会発表] Efficient cpture and release of cancer cells using functional peptide immobilized 3D microfiber substrate2017

    • 著者名/発表者名
      Akifumi Ypshihara, Yuji Teramura, Madoka Takai
    • 学会等名
      SNU (CBE) Utokyo (Bioengineering) Workshop
    • 国際学会
  • [学会発表] Capture and collect of target cells from blood by specific peptide with enzymatic decomposition using microfiber system2017

    • 著者名/発表者名
      Akifumi Ypshihara, Madoka Takai
    • 学会等名
      Biomaterials International 2017
    • 招待講演
  • [学会発表] ファイバーを用いた選択的な細胞捕捉のためのカチオン性ペプチド設計の検討2017

    • 著者名/発表者名
      吉原彬文、寺村裕治、近藤康人、須永芳幸、高井まどか
    • 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] 白血病予後診断のためのマイクロファイバー三次元基板を用いた細胞捕捉、回収デバイスの開発2017

    • 著者名/発表者名
      関根涼太、吉原彬文、近藤康人、須永芳幸、山田佳之、高井まどか
    • 学会等名
      第27回日本MRS年次大会
  • [図書] リキッドバイオプシー ―体液中腫瘍マーカーの検出・解析技術― 第5章 マイクロファイバー技術を用いたCTC迅速高感度検出デバイス2017

    • 著者名/発表者名
      高井まどか
    • 総ページ数
      288
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • ISBN
      978-4-7813-1259-0

URL: 

公開日: 2018-12-17  

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