インフォマティクスを利活用した『ペプチド‐高分子』ハイブリッド人工血管材料の創出

2019 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 18K14061
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 蟹江 慧 名古屋大学, 創薬科学研究科, 助教 (80636407)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: ペプチド / 高分子 / コラーゲン / CMC / 内皮細胞 / 画像解析 / 品質評価 / 人工血管

研究実績の概要

本研究は、細胞の接着・増殖をコントロール(細胞選択性)する、人工血管に適した材料を効率的に開発する。医療材料表面で表したい細胞選択性は、土台である高分子材料と機能性分子(ペプチド)の組合せによる総合的な効果で決まると考えられる。しかし、高分子材料やペプチドは種類や配合比だけでも無数に考えられ、総当たりで設計していては非効率である。本研究では、高分子材料とペプチドの物性値計測をし、情報処理解析技術を用いることで、目的のハイブリッド人工血管材料を効率的に創出することを目標とする。
H31年度(令和頑年)の目標として、『『ペプチド-高分子』ハイブリッド人工血管材料のin vitro試験』を挙げていた。
まず、生体高分子材料である、コラーゲンとCMCを基盤高分子材料としてペプチド修飾を行い、ハイブリッド効果の検証を試みた。具体的には、コラーゲンとCMCの配合比率、CMCの種類の選定、さらにはハイブリッド材料の作成方法等、多岐にわたり検証を行った。さらに、作製したハイブリッド材料の強度の検証も併せて行った。
また、合成高分子材料である、PTFE、PDMS、ポリエステル、さらには金属材料である316Lステンレスを用い、ペプチド修飾を行い、ハイブリッド効果の検証を試みた。具体的には、就職の際の濃度検証、反応時間、使用する細胞の培養期間等を招請に検証した。
さらに、効果検証を行う中で、安定して検証を行うため、使用する内皮細胞の細胞材料としての品質に関しても評価する必要が出てきたため、画像解析を用いた評価試験を試みた。
また、使用している材料が歯骨研究に対しても有用性があることが確認されたため、派生研究として歯骨評価も行った。さらに、人工血管の副作用として線維化が考えられたため、線維芽細胞抑制ペプチドの評価研究も展開した。

研究成果

• [雑誌論文] Performance of a Biodegradable Composite with Hydroxyapatite as a Scaffold in Pulp Tissue Repair (2020)
  • 著者名/発表者名: Motoki Okamoto, Sayako Matsumoto, Ayato Sugiyama ,Kei Kanie ,Masakatsu Watanabe, Hailing Huang, Manahil Ali, Yuki Ito, Jiro Miura, Yujiro Hirose, Koichiro Uto, Mitsuhiro Ebara, Ryuji Kato, Aika Yamawaki-Ogata, Yuji Narita, Shigetada Kawabata, Yusuke Takahashi and Mikako Hayashi
  • 雑誌名: polymers 巻: 12 ページ: 937
  • DOI: 10.3390/polym12040937
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 多糖とペプチドを用いたハイブリッド細胞足場材料の最適化検証と評価 (2020)
  • 著者名/発表者名: 王悦、 蟹江慧、 金子喬士郎、 杉本礼子、 緒方藍歌、 成田裕司、 加藤竜司
  • 学会等名: つくば医工連携フォーラム2020
• [学会発表] 機能性マテリアル評価における細胞形態画像解析を用いた細胞実験再現性の向上 (2020)
  • 著者名/発表者名: 西涼香、蟹江慧、今井祐太、竹本悠人、加藤竜司
  • 学会等名: つくば医工連携フォーラム2020
• [学会発表] 機能性接着ペプチドの効果に及ぼすタグペプチドのコンビナトリアル検証 (2020)
  • 著者名/発表者名: 藤本瑛代，蟹江慧，緒方藍歌，成田裕司，加藤竜司
  • 学会等名: つくば医工連携フォーラム2020
• [学会発表] 多糖とペプチドを融合したハイブリッド足場材料の安定作製法の最適化 (2020)
  • 著者名/発表者名: 王悦, 蟹江慧, 金子喬士郎, 杉本礼子, 緒方藍歌, 宇都甲一郎, 荏原充宏, 成田裕司, 竹澤俊明, 加藤竜司
  • 学会等名: 第19回日本再生医療学会総会
• [学会発表] 中皮細胞選択的接着ペプチドを応用した癒着防止シートの開発 (2020)
  • 著者名/発表者名: 杉山亜矢斗，蟹江慧，霜古田一優，宇都甲一郎，荏原充宏，緒方藍歌，成田裕司，加藤竜司
  • 学会等名: 第19回日本再生医療学会総会
• [学会発表] 短鎖機能性ペプチドの効果に及ぼすタグペプチドのコンビナトリアル検証 (2020)
  • 著者名/発表者名: 藤本瑛代，蟹江慧，緒方藍歌，成田裕司，加藤竜司
  • 学会等名: 第19回日本再生医療学会総会
• [学会発表] 機能性マテリアル評価における細胞形態画像解析を用いた細胞実験再現性の向上 (2020)
  • 著者名/発表者名: 蟹江慧、西涼香、今井祐太、加藤竜司
  • 学会等名: 第19回日本再生医療学会総会
• [学会発表] 機能性マテリアル評価における細胞形態画像解析を用いた細胞実験再現性の向上 (2020)
  • 著者名/発表者名: 西涼香、蟹江慧、今井祐太、竹本悠人、加藤竜司
  • 学会等名: 化学工学会 第85回年会
• [学会発表] Cell-selective peptide functionalized polysaccharide-collagen hybrid material for medical application (2019)
  • 著者名/発表者名: Y. Wang, K. Kanie, K. Kaneko, A. Ogata, Y. Narita, T. Takezawa, R. Kato
  • 学会等名: TERMIS EU 2019
  • 国際学会
• [学会発表] 細胞選択的機能性ペプチドを応用した癒着防止シートの開発 (2019)
  • 著者名/発表者名: 杉山亜矢斗、蟹江慧、宇都甲一郎、荏原充宏、緒方藍歌、成田裕司、加藤竜司
  • 学会等名: 2019年度生物工学若手研究者の集い（若手会）夏のセミナー
• [学会発表] 多糖とペプチドを用いたハイブリッド細胞足場材料の最適化検証と評価 (2019)
  • 著者名/発表者名: 王悦、 蟹江慧、 金子喬士郎、 杉本礼子、 緒方藍歌、 宇都甲一郎、 荏原充宏、 成田裕司、 加藤竜司
  • 学会等名: 第71回日本生物工学会
• [学会発表] Cell-selective peptide functionalized polysaccharide-collagen hybrid material for medical application (2019)
  • 著者名/発表者名: 王悦、 蟹江慧、 金子喬士郎、 杉本礼子、 緒方藍歌、 成田裕司、 加藤竜司
  • 学会等名: APCchE2019
  • 国際学会
• [学会発表] 多糖とペプチドを用いたハイブリッド細胞足場材料の最適化検証と評価 (2019)
  • 著者名/発表者名: 王悦、 蟹江慧、 金子喬士郎、 杉本礼子、 緒方藍歌、 成田裕司、 加藤竜司
  • 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] 中皮細胞選択的接着ペプチドを利用した癒着防止シートの開発 (2019)
  • 著者名/発表者名: 杉山亜矢斗、蟹江慧、宇都甲一郎、荏原充宏、緒方藍歌、成田裕司、加藤竜司
  • 学会等名: 第71回日本生物工学会
• [学会発表] ペプチドの組合せ手法による細胞接着ペプチドの効果検証 (2019)
  • 著者名/発表者名: 藤本瑛代，蟹江慧，緒方藍歌，成田裕司，加藤竜司
  • 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] 中皮細胞選択的接着ペプチドを利用した癒着防止シートの開発 (2019)
  • 著者名/発表者名: 杉山亜矢斗，蟹江慧，霜古田一優，宇都甲一郎，荏原充宏，緒方藍歌，成田裕司，加藤竜司
  • 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] 細胞選択的ペプチドを用いた再生促進型医療材料開発 (2019)
  • 著者名/発表者名: 蟹江慧
  • 学会等名: 2019年度中部地区 医療・バイオ系シーズ発表会