タンパク質工学による神経幹細胞移植用スキャフォールドの設計

2009 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19300171
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 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: 京都大学
• 研究代表者: 加藤 功一 京都大学, 再生医科学研究所, 准教授 (50283875)
• 研究分担者: 岩田 博夫 京都大学, 再生医科学研究所, 教授 (30160120)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2009
• キーワード: キメラタンパク質 / 再生医療 / 中枢神経 / 細胞増殖因子 / 幹細胞移植 / バイオマテリアル / ハイドロゲル / 自己組織化

研究概要

中枢神経組織内に移植された神経幹/前駆細胞の生着を助けるためのタンパク質性キャリアー材料の設計に取り組んだ。その結果,コラーゲンやヒアルロン酸のような天然高分子がベース材料として有用であり,また,増殖因子,神経栄養因子,インテグリン結合ドメインなどを,タンパク質工学による分子設計手法を駆使してベース材料内に担持させる方法が,細胞の生存率向上にきわめて有効であることがわかった。このような複合材料の設計法は,中枢神経疾患の再生医療の進歩に大きく寄与するものと考える。

研究成果

• [雑誌論文] Enhanced survival of neural cells embedded in hydrogels composed of collagen and laminin-derived cell adhesive peptide. (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Hiraoka, K. Kato, T. Nakaji-Hirabayashi, H. Iwata
  • 雑誌名: Bioconjugate Chem. 20 ページ: 976-983
• [雑誌論文] Surface-anchoring of spontaneously dimerized epidermal growth factor for highly selective expansion of neural stem cells. (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Nakaji-Hirabayashi, K. Kato, H. Iwata.
  • 雑誌名: Bioconjugate Chem. 20 ページ: 102-110
• [雑誌論文] Surface-displayed antibodies as a tool for simultaneously controlling the arrangement and morphology of multiple cell types with microscale precision. (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Miyazaki, T. Maki, K. Kato, H. Iwata
  • 雑誌名: ACS Appl. Mater. Interfaces 1 ページ: 53-55
• [雑誌論文] Hyaluronic acid hydrogel loaded with genetically-engineered brain-derived neurotrophic factor as a neural cell carrier. (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Nakaji-Hirabayashi, K. Kato, H. Iwata
  • 雑誌名: Biomaterials 30 ページ: 4581-4589
• [雑誌論文] 蛋白質工学:蛋白質工学を利用したバイオマテリアルの分子設計 (2009)
  • 著者名/発表者名: 加藤功一, 岩田博夫
  • 雑誌名: 生体材料 27 ページ: 238-245
• [雑誌論文] Self-assembling chimeric protein for the construction of biodegradable hydrogels capable of interaction with integrins expressed on neural stem/progenitor cells. (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Nakaji-Hirabayashi, K. Kato, H. Iwata.
  • 雑誌名: Biomacromolecules 9 ページ: 1411-1416
• [雑誌論文] Essential role of structural integrity and firm attachment of surface-anchored epidermal growth factor in adherent culture of neural stem cells (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Nakaji-Hirabayashi, K. Kato, H. Iwata
  • 雑誌名: Biomaterials 29 ページ: 4403-4408
• [雑誌論文] A collagen-binding mimetic of neural cell adhesion molecule. (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Miyazaki, K. Kato, Y. Teramura, H. Iwata
  • 雑誌名: Bioconjugate Chem. 19 ページ: 1119-1123
• [学会発表] 移植神経幹細胞の生存率の向上にむけたラミニン由来ポリペプチド複合化基材の設計 (2009)
  • 著者名/発表者名: 中路正, 加藤功一, 岩田博夫
  • 学会等名: 第31回日本バイオマテリアル学会大会
  • 発表場所: 京都テルサ(京都市)
  • 年月日: 20091116-20091117
• [学会発表] Utilization of genetically engineered epidermal growth factor to construct collagen-based hydrogel carrier for promoting neural stem cell proliferation. (2009)
  • 著者名/発表者名: E.Y. Egawa, K. Kato, M Hiraoka, T. Nakaji-Hirabayashi, H. Iwata
  • 学会等名: 第31回日本バイオマテリアル学会大会
  • 発表場所: 京都テルサ(京都市)
  • 年月日: 20091116-20091117
• [学会発表] 表面提示のための機能性ポリペプチドの分子設計 (2009)
  • 著者名/発表者名: 加藤功一, 中路正, 小長谷周平, 岩田博夫
  • 学会等名: 第31回日本バイオマテリアル学会大会
  • 発表場所: 京都テルサ(京都市)
  • 年月日: 20091116-20091117
• [学会発表] キメラ蛋白質を用いたコラーゲン-神経幹細胞界面のデザイン (2009)
  • 著者名/発表者名: 加藤功一, Yuji Edgar Egawa, 平岡真希子, 中路正, 岩田博夫
  • 学会等名: 第58回高分子討論会
  • 発表場所: 熊本大学(熊本市)
  • 年月日: 20090916-20090918
• [学会発表] ラミニン由来ポリペプチドを利用した基底膜様基材の創製 (2009)
  • 著者名/発表者名: 中路正, 加藤功一, 岩田博夫
  • 学会等名: 第58回高分子討論会
  • 発表場所: 熊本大学(熊本市)
  • 年月日: 20090916-20090918
• [学会発表] Surface-anchoring of genetically-engineered growth factors onto substrates for their efficient presentation toward cells. (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Kato, T. Nakaji-Hirabayashi, S. Konagaya, H. Iwata
  • 学会等名: 2nd International Symposium on Nanomedicine (ISNM2008)
  • 発表場所: 岡崎コンファレンスセンター(岡崎市)
  • 年月日: 20090205-20090206
• [学会発表] 神経幹細胞機能制御のためのバイオインターフェース設計 (2009)
  • 著者名/発表者名: 加藤功一
  • 学会等名: 情報バイオトロニクス研究会
  • 発表場所: 東北大学(仙台市)
  • 年月日: 2009-06-19
• [学会発表] Epidermal growth factor signaling at cell-substrate interfaces. (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Nakaji-Hirabayashi, K. Kato, H. Iwata
  • 学会等名: 8th World Biomaterials Congress
  • 発表場所: Amsterdam
  • 年月日: 20080628-20080701
• [学会発表] Self-assembling chimeric proteins for constructing cell adhesive hydrogels. (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Nakaji-Hirabayashi, K. Kato, H. Iwata
  • 学会等名: Taiwan-Japan Symposium on Nanotechnology and Nanomedicine
  • 発表場所: Kyoto University (Kyoto)
  • 年月日: 2008-10-30
• [学会発表] Biomaterials design by genetic engineering toward cell-based therapy for neurodegenerative diseases. (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Kato, T. Nakaji-Hirabayashi, H. Miyazaki, M. Hiraoka H. Iwata
  • 学会等名: 2007 International Conference on Bionano Sciences
  • 発表場所: The Howard International House (Taiwan)
  • 年月日: 20071205-20071207
• [学会発表] 中枢神経再生に向けた遺伝子組換え型バイオマテリアルの設計 (2007)
  • 著者名/発表者名: 加藤功一, 中路正, 宮崎寛子, 平岡真希子, 岩田博夫
  • 学会等名: 第29回日本バイオマテリアル学会大会
  • 発表場所: 千里ライフサイエンスセンター(大阪)
  • 年月日: 2007-11-26
• [学会発表] コラーゲン結合性キメラタンパク質を用いた神経細胞の機能制御 (2007)
  • 著者名/発表者名: 加藤功一, 宮崎寛子, 寺村裕治, 岩田博夫
  • 学会等名: 第36回医用高分子シンポジウム
  • 発表場所: 上智大学(東京)
  • 年月日: 2007-07-30
• [図書] 再生医療と高分子材料, 『機能性繊維の最新技術』, 白井汪芳監修 (2009)
  • 著者名/発表者名: 松田晶二郎, 加藤功一
  • 総ページ数: 194-207
  • 出版者: CMC出版