絹構造の改変・構造制御・大量生産技術の確立と歯・骨再生医療材料の開発

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18105007
• 研究種目: 基盤研究(S)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 高分子・繊維材料
• 研究機関: 東京農工大学
• 研究代表者: 朝倉 哲郎 東京農工大学, 大学院・工学研究院, 教授 (30139208)
• 研究分担者: 宮浦 千里 東京農工大学, 大学院・工学研究院, 教授 (20138382)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2010
• キーワード: 天然・生体高分子材料 / トランスジェニック絹 / 歯・骨再生

研究概要

歯・骨の再生医療材料として要求される機能を付与した15種類の高機能化絹を分子設計、トランスジェニックカイコで大量に生産することに成功した。また、生分解性を制御したスポンジ状ならびに不織布状絹多孔質体を開発するとともに骨芽細胞培養系での評価技術を開発した。さらに、動物移植評価実験ならびに歯科領域骨欠損への埋植評価実験を行い、それらの結果を総合して、歯・骨再生のための優れた材料を絹をベースに開発することができた。

研究成果

• [雑誌論文] Characterization of a Cabinding-amphipathic silk-like protein and peptide with the sequence(Glu)_8(Ala-Gly-Ser-Gly-Ala-Gly)_4 with potential for bone repair (2012)
  • 著者名/発表者名: Nagano, A.; Sato, H.; Tanioka, Y.; Nakazawa, Y.; David Knight ; Asakura, T.
  • 雑誌名: Soft Matter 巻: 8(3) ページ: 741-748
  • 査読あり
• [雑誌論文] Two Different packing arrangements of antiparallel polyalanine (2012)
  • 著者名/発表者名: Asakura, T.; Okonogi, M.; Horiguchi, K.; Aoki, A.; Saito, H.; D. P. Knight ; M. P. Williamson
  • 雑誌名: Angewandte Chemie Int, Ed 巻: 51(5) ページ: 1212-1215
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Correlation between Postmenopausal Osteoporosis and Inflammatory Periodontitis Regarding Bone Loss in Experimental Models (2012)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi, M.; Matsumoto, C.; Hirata, M.; Tominari, T.; Inada, M.; Miyaura, C.
  • 雑誌名: EXPERIMENTAL ANIMALS 巻: 61(2) ページ: 183-187
  • 査読あり
• [雑誌論文] NMR analysis of the fibronection cell-adhesive sequence, Arg-Gly-Asp, in a redombinant silk-like protein and a model peptide (2011)
  • 著者名/発表者名: Asakura, T.; Nishi, H.; Nagano, A.; Yoshida, A.; Nakazawa, Y.; Kamiya, M.; Demura, M.
  • 雑誌名: Biomacromolecules 巻: 12(11) ページ: 3910-3916
  • 査読あり
• [雑誌論文] Regeneration of the femoral epicondyle on calcium-binding silk scaffolds developed using transgenic silk fibroin produced by transgenic silkworm (2011)
  • 著者名/発表者名: Nagano, A.; Tanioka, Y.; Sakurai, N.; Sezutsu, H.; Kuboyama, N.; Kiba, H.; Tanimoto, Y.; Nishiyama, N.; Asakura, T.
  • 雑誌名: ACTA BIOMATERIALIA 巻: 7(3) ページ: 1192-1201
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bone regeneration on the epicondyle of the femur supported by silk fibroin-based scaffold : a model system for dental surgery (2011)
  • 著者名/発表者名: Asakura, T.; Koyanagi, R.; Nishiyama, N.; Kuboyama, N.; Kiba, H.; Abiko, Y.
  • 雑誌名: Journal of INSECT BIOTECHNOLOGY and SERICOLOGY 巻: 80 ページ: 25-30
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of Small-Diameter Vascular Grafts Based on Silk Fibroin Fibers from Bombyx mori for Vascular Regeneration (2011)
  • 著者名/発表者名: Nakazawa, Y.; Sato, M.; Takahashi, R.; Aytemiz, D.; Takabayashi, C.; Tamura, T.; Enomoto, S.; Sata, M.; Asakura, T.
  • 雑誌名: J. Biomaterials Sci. Polym. Ed 巻: 22(1-3) ページ: 195-206
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cell Shape and Matrix Production of Fibroblasts Cultured on Fibroin-organized Silk Scaffold with Type-IIβ-turn Structured(Ala-Gly-Ala-Gly-Ser-Gly) n Sequences (2010)
  • 著者名/発表者名: Hirata, M.; Kobayashi, M.; Matsumoto, C.; Miyaura, C.; Asakura, T.; Inada, M.
  • 雑誌名: J. Health Sci 巻: 56(6) ページ: 738-744
  • 査読あり
• [雑誌論文] Long-term Patency of Small-diameter Vascular Graft Made from Fibroin, a Silk-based Biodegradable Material (2010)
  • 著者名/発表者名: Enomoto, S.; Sumi, M.; Kajimoto, K.; Nakazawa, Y.; Takahashi, R.; Takabayashi, C.; Asakura, T.; Sata, M.
  • 雑誌名: J Vasc Surg 巻: 51(1) ページ: 155-164
  • 査読あり
• [雑誌論文] Small-diameter vascular grafts of Bombyx mori silk fibroin prepared by a combination of electrospinning and sponge coating (2010)
  • 著者名/発表者名: Sato, M.; Nakazawa, Y.; Takahashi, R.; Tanaka, K.; Sata, M.; Aytemiz, D.; Asakura, T.
  • 雑誌名: Materials Letters 巻: 64 ページ: 1786-1788
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mechanical Properties of Regenerated Bombyx mori Silk Fibers and Recombinant Silk Fibers produced by Transgenic Silkworms. Journal of Biomaterials Science (2010)
  • 著者名/発表者名: Zhu, Z.; Kikuchi, Y.; Kojima, K.; Tamura, T.; Kuwabara, N.; Nakamura, T.; Asakura, T.
  • 雑誌名: Polymer Edition 巻: 21 ページ: 395-411
  • 査読あり
• [雑誌論文] Regenerated Bombyx mori silk fiber with enhanced biodegradability (2010)
  • 著者名/発表者名: Koyanagi, R.; Zhenghua, Z.; Asaskura, T.
  • 雑誌名: Journal of INSECT BIOTECHNOLOGY and SERICOLOGY 巻: 79 ページ: 27-30
  • 査読あり
• [雑誌論文] NMR Study of Interactions between Silk Model Peptide and Fluorinated Alcohols for Preparation of Regenerated Silk Fiber (2010)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, Y.; J. T. Gerig ; Asakura, T.
  • 雑誌名: Macromolecules 巻: 43 ページ: 2364-2370
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural Analysis of the Synthetic Peptide(Ala-Gly-Ser-Gly-Ala-Gly) 5, a Model for the Crystalline Domain of Bombyx mori Silk Fibroin, Studied with 13C CP/MAS NMR (2010)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, Y.; Aoki, A.; Nakazawa, Y.; David P. Knight ; Asakura, T.
  • 雑誌名: REDOR, and Statistical Mechanical Calculations, Macromolecules 巻: 43 ページ: 9434-9440
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comparative study of silk fibroin porous scaffolds derived from salt/water and sucrose/hexafluoroisopropanol in cartilage formation (2009)
  • 著者名/発表者名: Makaya, K.; Terada, S.; Ohgo, K.; Asakura, T.
  • 雑誌名: J, Biosci. Bioengi 巻: 108(1) ページ: 68-75
  • 査読あり
• [雑誌論文] I Structural Characterization of Silk-Based Water-Soluble Peptides(Glu) n(Ala-Gly-Ser-Gly-Ala-Gly)_4(n=4. 8) as a Mimic of Bombyx mori Silk Fibroin by^<13> C Solid-State NMR (2009)
  • 著者名/発表者名: Nagano, A.; Kikuchi, Y.; Sato, H.; Nakazawa, Y.; Asakura, T.
  • 雑誌名: Macromolecules 巻: 42(22) ページ: 8950-8958
  • 査読あり
• [雑誌論文] A novel carborane analog, BE360, with a carbon-containing polyhedral boron cluster is a new selective estrogen receptor modulator for bone (2009)
  • 著者名/発表者名: Hirata, M, Inada, M, Matsumoto, C. Takita, M, Ogawa, T., Endo, Y., Miyaura, C
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun 巻: 380 ページ: 218-222
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis and Characterization of Cell-Adhesive Silk-Like Proteins Constructed from the Sequences of Anaphe Silk Fibroin and Fibronectin (2009)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, C.; Asakura, T.
  • 雑誌名: Biomacromolecules 巻: 10(4) ページ: 923-928
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of silk-like materials based on Bombyx Mori and Nephia Clavipes dragline silk fibroins (2009)
  • 著者名/発表者名: Yang, M.; Kawamura, J.; Zhu, Z.; Yamauchi, K.; Asakura, T.
  • 雑誌名: Polymer 巻: 50(1) ページ: 117-124
  • 査読あり
• [雑誌論文] Silklike materials constructed from sequences of Bombyx mori silk fibroin, fibronectin, and elastin (2008)
  • 著者名/発表者名: Yang, M.; Tanaka, C.; Yamauchi, K.; Ohgo, K.; Kurokawa, M.; Asakura, T.
  • 雑誌名: J. Biomed. Mater. Res A 巻: 84(2) ページ: 353-363
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel vitamin D-3 analogs, 1 alpha, 25(OH)(2) D-3-26, 23-lactam(DLAMs), antagonize bone resorption via suppressing RANKL expression in osteoblasts (2008)
  • 著者名/発表者名: Inada, M.; Tsukamoto, K.; Hirata, M.; Takita, M.; Nagasawa, K.; Miyaura, C.
  • 雑誌名: BIOCHEMICAL AND BIOPHYSICAL RESEARCH COMMUNICATIONS 巻: 372(3) ページ: 434-439
  • 査読あり
• [雑誌論文] Investigation of Structural Transition of Regenerated Silk Fibroin Aqueous Solution by Rheo-NMR Spectoroscopy (2008)
  • 著者名/発表者名: Ohgo, K.; Bagusat, F.; Asakura, T.; Scheler, U.
  • 雑誌名: J. Amer. Chem. Soc 巻: 130(12) ページ: 4182-4186
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis and characterization of silk-like materials containing the calcium-binding sequence from Calbindin D9k or the shell nacreous matrix protein MSI60 (2008)
  • 著者名/発表者名: Yang, M ; Muto, T.; Knight, D., Collins, A. M.; Asakura, T.
  • 雑誌名: Biomacromolecules 巻: 9(1) ページ: 416-420
  • 査読あり
• [雑誌論文] Improving Cell-Adhesive Properties of Recombinant Bombyx mori Silks by Incorporation of Collagen or Fibronectin Derived Peptides Produced by Transgenic Silkworms (2007)
  • 著者名/発表者名: Yanagisawa, S.; Zhu, Z.; Kobayashi, I.; Uchino, K.; Tamada, Y.; Tamura, T.; Asakura, T.
  • 雑誌名: Biomacromolecules 巻: 8(11) ページ: 3487-3492
  • 査読あり
• [雑誌論文] Solid-state NMR Analysis of(GA) 3S(AG) 3D(GA) 3S(GA) 3 D(GA) 3S(GA) 3, A Peptide with a Lamellar Structure and a Ca Binding Site, and Production of TS[(AG) 3D(GA) 3S] 16 in E. coli (2007)
  • 著者名/発表者名: Asakura, T.; Sato, H.; Moro, F.; Yang, M ; Nakazawa, Y., Collins, A. M.; Knight, D.
  • 雑誌名: Macromolecules 巻: 40(25) ページ: 8983-8990
  • 査読あり
• [雑誌論文] Design of Silk-like Biomaterials Inspired by Mussel Adhesive Protein (2007)
  • 著者名/発表者名: Yang, M.; Yamauchi, K.; Kurokawa, M.; Asakura, T.
  • 雑誌名: Tissue Engineer 巻: 13(12) ページ: 2941-2947
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation and Characterization of Multilayered Hydroxyapatite/Silk Fibroin Film (2007)
  • 著者名/発表者名: Kino, R.; Ikoma, T.; Yunoki, S.; Nagai, N.; Tanaka, J.; Asakura, T.; Munekata, M.
  • 雑誌名: J, Biosci. Bioengi 巻: 103(6) ページ: 514-520
  • 査読あり
• [学会発表] 炎症性骨吸収因子によるRANKL誘導と骨芽細胞におけるNF-κBの役割 (2011)
  • 著者名/発表者名: 富成司
  • 学会等名: 第84回日本生化学会大会
  • 発表場所: 国立京都国際会館(京都府)
  • 年月日: 20110921-24
• [学会発表] 骨再生を目的としたカルシウム結合性を有する絹様タンパク質の作製ならびキャラクタリゼーション (2011)
  • 著者名/発表者名: 長野あや
  • 学会等名: 第20回ポリマー材料フォーラム
  • 発表場所: タワーホール船堀(東京都)
  • 年月日: 2011-11-25
• [学会発表] 遺伝子組換えカイコによる高機能化絹の生産と人工血管への応用 (2011)
  • 著者名/発表者名: 林寛之
  • 学会等名: 第60回高分子討論会
  • 発表場所: 岡山大学津島キャンパス(岡山県)
  • 年月日: 2011-09-29
• [学会発表] Toll-like receptor2へテロ受容体(TLR1/2, TLR 2/6)シグナルによる炎症性骨吸収の亢進 (2011)
  • 著者名/発表者名: 松本千穂
  • 学会等名: 第29回日本骨代謝学会学術集会
  • 発表場所: 大阪国際会議場(大阪府)
  • 年月日: 2011-07-30
• [学会発表] Design and Production of Bone Tissue Engineering Using Silk-Like Protein and Their Characterization (2011)
  • 著者名/発表者名: 長野あや
  • 学会等名: 第60回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 大阪国際会議場(大阪府)
  • 年月日: 2011-05-25
• [学会発表] Production and NMR Analysis of Silk-like Proteins containing Cell-adhesive Sequences for Bone Scaffold (2010)
  • 著者名/発表者名: Kenta Miyazawa
  • 学会等名: Pacifichem 2010
  • 発表場所: ハワイコンベンションセンター(アメリカ)
  • 年月日: 2010-12-19
• [学会発表] 破骨細胞分化に対するポリメトキシフラボノイドの効果 (2010)
  • 著者名/発表者名: 井上宏樹
  • 学会等名: 第83回日本生化学会大会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド(兵庫県)
  • 年月日: 2010-12-10
• [学会発表] 歯科再生医療材料としての家蚕絹フィブロイン足場材料の検討 (2010)
  • 著者名/発表者名: 宮本早矢香
  • 学会等名: 平成22年度繊維学会年次大会
  • 発表場所: タワーホール船堀(東京都)
  • 年月日: 2010-06-16
• [学会発表] 骨再生医療用細胞接着性新規絹様タンパク質の創製とNMR構造解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 鈴木悠
  • 学会等名: 第59回高分子学会年次大会
  • 発表場所: パシィフィコ横浜(神奈川県)
  • 年月日: 2010-05-27
• [図書] 広がるNMRの世界40人の研究者からの熱いメッセージ (2011)
  • 著者名/発表者名: 朝倉哲郎
  • 総ページ数: 26-29
  • 出版者: コロナ社
• [図書] 工業材料、新しいシルクの生産と再生医療材料への応用 (2009)
  • 著者名/発表者名: 朝倉哲郎
  • 総ページ数: 20-23
• [図書] 繊維学会誌、絹の精密構造解析と再生医療材料への応用 (2007)
  • 著者名/発表者名: 朝倉哲郎・中澤靖元
  • 総ページ数: 261-265
• [図書] 月刊ファインケミカル12「シルクの再生医療材料への応用」 (2007)
  • 著者名/発表者名: 朝倉哲郎・大郷耕輔
  • 総ページ数: 13-20
  • 出版者: シーエムシー出版
• [図書] 「絹構造の改変と再生医療分野への応用」未来材料 (2007)
  • 著者名/発表者名: 朝倉哲郎
  • 総ページ数: 38-44
  • 出版者: NTS社
• [備考]
  • URL: http://www.tuat.ac.jp/~asakura/
• [備考] TBS夢の扉+、「いのちを紡ぐ絹の糸」、平成23年1月29日報道関連情報
• [備考] HighlightingJAPAN, Highlighting JAPANVol.5, No2「The New Silk Road」平成23年6月1日報道関連情報
• [備考] BSジャパン、「世の中進歩堂」♯069、「シルク製再生医療材料研究」、平成22年1月24日報道関連情報
• [産業財産権] 細胞接着性配列および絹由来の疎水性配列を含むタンパク質またはペプチドを被覆した医療用材料 (2010)
  • 発明者名: 長野あや、朝倉哲郎
  • 権利者名: 東京農工大学、日本メディカルマテリアル(株)
  • 産業財産権番号: 特許、特願2011-287650
  • 出願年月日: 2010-12-28
• [産業財産権] 再生絹材料及びその製造方法 (2008)
  • 発明者名: 朝倉哲郎
  • 権利者名: 東京農工大学
  • 産業財産権番号: 特許、特願2008-69291
  • 出願年月日: 2008-03-18
• [産業財産権] 化合物の結合効率が向上した絹糸 (2007)
  • 発明者名: 栗原宏征、山田勝成、田村俊樹、瀬筒秀樹、朝倉哲郎、桑原伸夫、白石比呂志、中村敬、吉井圭
  • 権利者名: 東レ(株)、(独)農業生物資源研究所、群馬県
  • 産業財産権番号: 特許、特願2007-94771
  • 出願年月日: 2007-10-16
• [産業財産権] 多孔質骨再生医療用基材およびその製造方法 (2007)
  • 発明者名: 朝倉哲郎、寺田伸一
  • 権利者名: 東京農工大学、東京女子医科大学
  • 産業財産権番号: 特許、特願2007-33811
  • 出願年月日: 2007-02-14
• [産業財産権] 紡糸液組成物およびそれを用いた再生絹繊維の製造方法、並びに、該製造方法により得られた再生絹繊維 (2006)
  • 発明者名: 朝倉哲郎
  • 権利者名: 東京農工大学
  • 産業財産権番号: 特許、特願2008-523610
  • 出願年月日: 2006-07-04