金属・無機材料に結合する成長因子の創成と医学応用

2009 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19200041
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 医用生体工学・生体材料学
• 研究機関: 独立行政法人理化学研究所
• 研究代表者: 伊藤 嘉浩 独立行政法人理化学研究所, 伊藤ナノ医工学研究室, 主任研究員 (40192497)
• 研究分担者: 阿部 洋 独立行政法人理化学研究所, 伊藤ナノ医工学研究室, 専任研究員 (80415067) ; 和田 章 独立行政法人理化学研究所, 伊藤ナノ医工学研究室, 研究員 (90443051) ; 吉田 靖弘 岡山大学, 医歯(薬)学総合研究科, 准教授 (90281162) ; 北嶋 隆 独立行政法人理化学研究所, 伊藤ナノ医工学研究室, 協力研究員 (40399556)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2009
• キーワード: バイオマテリアル / 表面処理 / 成長因子 / タンパク質工学 / リボソーム・ディスプレイ / ケミカルライゲーション法 / ミスアシル化tRNA法 / 非天然アミノ酸

研究概要

金属・無機材料への成長因子タンパク質の固定化にかかわる分子デザインについて検討を行った。まず、材料側のデザインとして、成長因子が固定化できるようなチタンやステンレス鋼表面の有機化を行うことができ、成長因子の固定化を可能にした。成長因子タンパク質側のデザインとして、進化分子工学法や非天然アミノ酸を含むペプチドのケミカルライゲーション法によってチタンやアパタイトへ結合性の成長因子の創成を行うことができた。

研究成果

• [雑誌論文] Reprogramming of somatic cells induced by fusion of embryonic stem cells using hemagglutinating virus of Japan envelope (HVJ-E) (2010)
  • 著者名/発表者名: X iao-shan Yue, Masako Fujishiro, Masashi Toyoda, Toshihiro Akaike, Yoshihiro Ito
  • 雑誌名: Biophys. Biochem. Res. Commun. (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] A photoimmobilizable sulfobetaine-based polymer for a nonbiofouling surface (2010)
  • 著者名/発表者名: M akoto Sakuragi, Saki Tsuzuki, Sei Obuse, Akira Wada, Kenji Matoba, Izumi Kubo, Yoshihiro Ito
  • 雑誌名: Mater. Sci. Eng. C 30 ページ: 316-322
  • 査読あり
• [雑誌論文] 生体分子の固定化による機能性材料の創成-細胞成長因子の固定化は隔靴掻痒か?- (2010)
  • 著者名/発表者名: 伊藤嘉浩
  • 雑誌名: バイオマテリアル 28(1) ページ: 9-17
• [雑誌論文] 幹細胞培養用人工フィーダーの設計 (2009)
  • 著者名/発表者名: 伊藤嘉浩、北嶋隆
  • 雑誌名: 再生医療 8(2) ページ: 34-42
• [雑誌論文] Surface coating with a thermoresponsive copolymer for the culture and nonenzymatic recovery of mouse embryonic stem cells (2009)
  • 著者名/発表者名: X ian Jun Loh, Jiansheng Gong, Makoto Sakuragi, Takashi Kitajima, Mingzhe Liu, Jun Li, Yoshihiro Ito
  • 雑誌名: Macromol. Biosci. 9 ページ: 1069-1079
  • 査読あり
• [雑誌論文] A chimeric epidermal growth factor with fibrin-affinity promotes repair injured keratinocyte sheets (2009)
  • 著者名/発表者名: Takashi Kitajima, Hirokazu Hasuda, Makoto Sakuragi, Takeshi Ozu, Yoshihiro Ito
  • 雑誌名: Acta Biomater. 5 ページ: 2623-2632
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel poly(N-isopropylacrylamide)-poly[(R)-3-hydroxybutyrate]-poly(N-isopropylacrylamide) triblock copolymer surface as a culture substrate for human mesenchymal stem cells (2009)
  • 著者名/発表者名: X ian Jun Loh, Wun Chet Davy Cheong, Jun Li, Yoshihiro Ito
  • 雑誌名: Soft Matter 5 ページ: 2937-2946
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photo-immobilization of biological components on gold-coated chips for measurements using surface plasmon resonance (SPR) and a quartz crystal microbalance (QCM) (2009)
  • 著者名/発表者名: S aki Tsuzuki, Akira Wada, Yoshihiro Ito
  • 雑誌名: Biotechnol. Bioeng. 102 ページ: 700-707
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of a photoimmobilizable histidine polymer for surface modification (2009)
  • 著者名/発表者名: M akoto Sakuragi, Saki Tsuzuki, Hirokazu Hasuda, Akira Wada, Kenji Matoba, Izumi Kubo, Yoshihiro Ito
  • 雑誌名: J. Apply. Polym. Sci. 112 ページ: 315-319
  • 査読あり
• [雑誌論文] 細胞制御材料と再生医療 (2009)
  • 著者名/発表者名: 伊藤嘉浩、北嶋隆、阿部洋
  • 雑誌名: 高分子 58(3) ページ: 129-132
• [雑誌論文] Peptide immobilized on gold particles enhances cell growth (2008)
  • 著者名/発表者名: J iansheng Gong, Yoshihiro Ito
  • 雑誌名: Cytotechnology 58 ページ: 141-144
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ribosome display selection of a metal-binding motif from an artificial peptide library (2008)
  • 著者名/発表者名: A kira Wada, Shinya Y. Sawata, Yoshihiro Ito
  • 雑誌名: Biotechnol. Bioeng. 101 ページ: 1102-1107
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Fusion Protein of Hepatocyte Growth Factor Enhances Reconstruction of Myocardium in a Cardiac Patch Derived from Porcine Urinary Bladder Matrix (2008)
  • 著者名/発表者名: T akeyoshi Ota, Thomas W. Gilbert, David Schwartzman, Charles F. McTiernan, Takashi Kitajima, Yoshihiro Ito, Yoshiki Sawa, Stephen F. Badylak, Marco A. Zenati
  • 雑誌名: J. Thora. Cardio. Surg. 136 ページ: 1309-1317
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chondrogenic differentiation of human mesenchymal stem cells on photoreactive polymer-modified surfaces (2008)
  • 著者名/発表者名: L. Guo, N. Kawazoe, Y. Fan, Y. Ito, J. Tanaka, T. Tateishi, X. Zhang, G. Chen
  • 雑誌名: Biomaterials 29 ページ: 23-32
  • 査読あり
• [雑誌論文] ナノ界面テクノロジーによる機能表面創出 (2008)
  • 著者名/発表者名: 伊藤嘉浩
  • 雑誌名: 高分子論文集 65 ページ: 6-19
  • 査読あり
• [雑誌論文] Covalently immobilized biosignal molecule materials for tissue engineering (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Ito
  • 雑誌名: Soft Matter 4(1) ページ: 46-56
  • 査読あり
• [雑誌論文] 細胞成長因子の作用機序 (2008)
  • 著者名/発表者名: 伊藤嘉浩
  • 雑誌名: 日本臨床 66(5) ページ: 873-880
• [雑誌論文] 幹細胞:再生医療への期待 (2008)
  • 著者名/発表者名: 伊藤嘉浩、今中応亘、北嶋隆
  • 雑誌名: バイオマテリアル 26(1) ページ: 11-22
• [雑誌論文] Modification of the titan surface with photoreactive gelatin to regulate cell attachment (2007)
  • 著者名/発表者名: H. Mojgan, H. Hasuda, M. Sakuragi, Y. Yoshida, K. Suzuki, Y. Ito
  • 雑誌名: J. Biomed. Mater. Res. 83 ページ: 906-914
  • 査読あり
• [雑誌論文] A new nonbiofouling polyzwitterion including L-histidine (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Ishii, A. Wada, S. Tsuzuki, M. Casolaro, Y. Ito
  • 雑誌名: Biomacromolecules 8 ページ: 3340-3344
  • 査読あり
• [雑誌論文] Surface modification of plastic, glass and titanium by photoimmobilization of polyethylene glycol for antibiofouling (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Ito, H. Hasuda, M. Sakuragi, S. Tsuzuki
  • 雑誌名: Acta Biomater. 3 ページ: 1024-1032
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hepatocyte growth factor fusion protein having collagen-binding activity (CBD-HGF) accelerates re-endoethelialization and intimal hyperplasia in balloon-injured rat carotid artery (2007)
  • 著者名/発表者名: N. Ohkawara, H. Ueda, S. Shinozaki, T. Kitajima, Y. Ito, H. Asaoka, A. Kawakami, E. Kaneko, K. Shimokado
  • 雑誌名: J. Atheroscler Thromb. 14 ページ: 185-191
  • 査読あり
• [雑誌論文] Grid pattern of nanothick microgel network (2007)
  • 著者名/発表者名: G. Chen, N. Kawazoe, Y. Fan, Y. Ito, T. Tateishi
  • 雑誌名: Langmuir 23 ページ: 5864-5867
  • 査読あり
• [雑誌論文] A fusion protein of hepatocyte growth factor for immobilization to collagen (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Kitajima, H. Terai, Y. Ito
  • 雑誌名: Biomaterials 28 ページ: 1989-1997
  • 査読あり
• [雑誌論文] The movement of a water droplet on a gradient surface prepared by photodegradation (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Ito, M. Heydari, A. Hashimoto, T. Konno, A. Hirasawa, S. Hori, K. Kurita, A. Nakajima
  • 雑誌名: Langmuir 23 ページ: 1845-1850
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chemically fixed nurse cells for culturing murine or primate embryonic stem cells (2007)
  • 著者名/発表者名: Y Ito, M. Kawamorita, T. Yamabe, T. Kiyono, K. Miyamoto
  • 雑誌名: J. Biosci. Bioeng. 103 ページ: 113-121
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2007)
  • 著者名/発表者名: W. Meng, S.-Y. Kim, J. Yuan, J.C. Kim, O.H. Kwon, N. Kawazoe, G. Chen, Y. Ito, I.-K. Kang
  • 雑誌名: Electrospun PHBV/collagen composite nanofibrous scaffolds for tissue engineering(J. Biomater. Sci., Polym. Edn.) 18 ページ: 81-94
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrospinning of microbial polyester for cell culture (2007)
  • 著者名/発表者名: O. H. Kwon, I.S. Lee, Y.-G. Ko, W. Meng, K.-H. Jung, I.-K. Kang, Y. Ito
  • 雑誌名: Biomed. Mater. 2 ページ: 1-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] 再生医療のための幹細胞増殖基材 (2007)
  • 著者名/発表者名: 伊藤嘉浩
  • 雑誌名: 膜 32(5) ページ: 276-280
• [雑誌論文] 幹細胞培養のためのナノ界面創成バイオリアクター (2007)
  • 著者名/発表者名: 伊藤嘉浩
  • 雑誌名: 化学 62(7) ページ: 38-41
• [学会発表] Design of nano-biointerfaces for medical devices (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Ito
  • 学会等名: 3rd Conference on Nanostructures (Sharif University of Technology)
  • 発表場所: Kish Island, Iran
  • 年月日: 20100300
• [学会発表] Gene-engineered binding growth factors (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Ito
  • 学会等名: 2009 Meeting of the Korea Society for Biomaterials (The Korean Society for Biomaterials)
  • 発表場所: Seoul, Korea
  • 年月日: 20091100
• [学会発表] Differentiation control of stem cells by immobilized cytokines and chemical compounds (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Ito
  • 学会等名: 2009 China-Japan Regenerated Medical techniques Forum (The Chinese Academy of Sciences)
  • 発表場所: Shanghai, China
  • 年月日: 20090300
• [学会発表] Combination of bimateraisl with growth factors for tissue engineering (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Ito
  • 学会等名: International Workshop on Biomacromolecules 2008, (Royal Institute of Technology)
  • 発表場所: Stockholm, Sweden
  • 年月日: 20080600
• [学会発表] Biomaterials for culture of ES cells (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Ito
  • 学会等名: 1st Asian Biomaterials Congress
  • 発表場所: Tsukuba
  • 年月日: 20071200
• [学会発表] Biological surface-modification of biomaterials for regenerative medicine (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Ito
  • 学会等名: 17th International Vacuum Congress (IVC-17)/13th International Conference on Surface Science and Technology (ICN+T2007)
  • 発表場所: Stockholm, Sweden
  • 年月日: 20070700
• [学会発表] Biocomposite Materials for Medical Applications (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Ito
  • 学会等名: 2007 International Advanced Drug Delivery Symposium (The industrial Technology Research Institute)
  • 発表場所: Taipei, Taiwan
  • 年月日: 20070600
• [図書] 幹細胞と再生医療、バイオマテリアルの基礎 (2010)
  • 著者名/発表者名: 伊藤嘉浩
  • 出版者: 日本医学館(印刷中)
• [図書] Comprehensive Biomaterials(Growth Factors and Protein Modified Surfaces and Interfaces) (2010)
  • 著者名/発表者名: Yoshihiro Ito
  • 出版者: Elsevier(in press)
• [図書] Design of binding growth factors(G. Khang, ed., The Handbook of Intelligent Scaffold for Regenerative Medicine) (2010)
  • 著者名/発表者名: Yoshihiro Ito
  • 出版者: (印刷中)
• [図書] マイクロアレイによる生体の相互作用解析、シングルセル解析の最前線 (2010)
  • 著者名/発表者名: 伊藤嘉浩
  • 総ページ数: 175-185
  • 出版者: シーエムシー出版
• [図書] Growth factors on biomaterial surfaces(Biological Interactions on Materials Surfaces: Understanding and Controlling Protein, Cell and Tissue Responses) (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Ito
  • 総ページ数: 173-197
• [図書] ゲルコントロール-ゲルの上手な作り方とゲル化の抑制-(光架橋ゲルの応用-表面生体機能化-) (2009)
  • 著者名/発表者名: 伊藤嘉浩
  • 総ページ数: 594-602
  • 出版者: 情報機構
• [図書] 幹細胞の化学固定化培養システム、幹細胞の分化誘導と応用 (2009)
  • 著者名/発表者名: 伊藤嘉浩
  • 総ページ数: 91-98
  • 出版者: エヌ・ティー・エス
• [図書] Biomaterials in Asia(Biomaterials for stem cell cultures) (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Ito
  • 総ページ数: 116-139
• [図書] 「幹細胞操作のためのバイオマテリアル」、「次世代医療のための高分子材料工学」 (2008)
  • 著者名/発表者名: 伊藤嘉浩
  • 総ページ数: 222-239
  • 出版者: シーエムシー出版
• [図書] 「細胞認識インターフェイス」、「環境調和型シリーズ生体材料」 (2008)
  • 著者名/発表者名: 伊藤嘉浩
  • 総ページ数: 361-368
  • 出版者: 日刊工業新聞
• [図書] マイクロアレイ・バイオチップの最前線
  • 著者名/発表者名: 伊藤嘉浩監修
  • 出版者: シーエムシー出版
• [備考]
  • URL: http://www.riken.jp/r-world/research/lab/wako/medical/index.html
• [産業財産権] 静電インクジェット現象を利用した三次元構造を有する細胞組織の作成 (2008)
  • 発明者名: 梅津信二郎、北嶋隆、片平和俊、大森整、伊藤嘉浩
  • 権利者名: 独立行政法人理化学研究所
  • 産業財産権番号: 特願2008-186068
  • 出願年月日: 2008-07-17
• [産業財産権] 物質固定化用基板および物質固定化基板 (2008)
  • 発明者名: 伊藤嘉浩、田代英夫
  • 権利者名: 独立行政法人理化学研究所
  • 産業財産権番号: 特願2008-80292
  • 出願年月日: 2008-03-26
• [産業財産権] 可視光硬化型接着剤 (2008)
  • 発明者名: 伊藤嘉浩、孫泰一、田島右副
  • 権利者名: 独立行政法人理化学研究所
  • 産業財産権番号: 特願2008-27930
  • 出願年月日: 2008-02-07
• [産業財産権] 光反応性共重合体、表面改質剤、親水化処理剤、吸着抑制剤、物質固定化剤、表面改質方法、親水化方法、吸着抑制方法および物質固定化方法
  • 発明者名: 伊藤嘉浩
  • 権利者名: 独立行政法人理化学研究所
  • 産業財産権番号: 特願2008-27128