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2020 年度 実績報告書

脊髄損傷の早期修復を目指したアポトーシス細胞模倣型抗炎症ポリマーの開発

研究課題

研究課題/領域番号 19H04476
研究機関国立研究開発法人物質・材料研究機構

研究代表者

荏原 充宏  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, グループリーダー (10452393)

研究分担者 田中 啓之  大阪大学, 医学系研究科, 特任教授(常勤) (00432542)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード抗炎症 / アポトーシス / MPS / 脊髄損傷 / スマートポリマー
研究実績の概要

脊髄損傷は損傷後時間経過とともに病態が複雑に変化するため、それぞれの時期にそれぞれの病態に即した適切な治療が必要になる。特に後遺症の低減を考えた際、脊髄の外傷自身よりも、その後起きる二次損傷をなるべく早期に抑えることが優先すべき治療となる。こうした背景のも と、抗炎症薬によって炎症を一過的に止めるのではなく、免疫細胞のフェノタイプを傷害・炎症型(M1型)から保護・抗炎症型(M2型)に誘導 することで、免疫細胞による自然治癒促進効果を狙うアプローチが注目されるようになってきた。そこで本申請課題では、免疫細胞をM1型から M2型への誘導可能な新規高分子材料の設計をおこなった。特に、生体内で日常的に起きている炎症を伴わない細胞死アポトーシス現象に着目し、ア ポトーシス細胞模倣型高分子を用いた神経組織の二次損傷の抑制を目指した。特に当該年度では、アポトーシス細胞模倣型高分子、PS基含有高分子(2-Methacryloyloxyethyl phosphorylserineポリマー ; 以下、MPSポリマー)の粒子形状の影響を調べるために、様々な物性を有する粒子の設計を行った。これまでは主にランダム共重合体を中心に評価を行ってきたが、昨年度の最後に行った実験ではブロック共重合体がさらに高い抗炎症作用を示す可能性が見えてきた。そこで今年度は、ブロック共重合体を中心材料として設計を行った。細胞実験においてはMPSを添加することでミクログリア細胞が炎症型M1から抗炎症型M2にシフトすることを明らかとなり、さらにPPARγ(ペルオキシソーム増殖因子活性化受容体γ)の活性化も見られた。得られた成果は学会や論文にて発表を行った

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

資材の輸入の遅れなどによって一部予算の繰り越しなどが必要となったが、実験の進行・成果の発表などに関してはおおむね順調に進展している。

今後の研究の推進方策

今後は、アポトーシス細胞模倣型高分子、PS基含有高分子(2-Methacryloyloxyethyl phosphorylserineポリマー ; 以下、MPSポリマー)をin vivoで投与しやすい形状に設計する。作製した粒子(ミセル)の硬さなどもミクログリア細胞の取り込みに影響を示すことが予想されるため、ポリマーのガラス転移点などを詳しく評価していき、剤系と抗炎症作用との関連を明らかにしていく。本研究課題で開発するMPS粒子の脊髄損傷治療薬としての可能性を明らかにする。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2021

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Development of a new poly-ε-caprolactone with low melting point for creating a thermoset mask used in radiation therapy2021

    • 著者名/発表者名
      Aoyama Takahiro、Uto Koichiro、Shimizu Hidetoshi、Ebara Mitsuhiro、Kitagawa Tomoki、Tachibana Hiroyuki、Suzuki Kojiro、Kodaira Takeshi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 ページ: 20409

    • DOI

      10.1038/s41598-021-00005-2

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Shape-memory balloon offering simultaneous thermo/chemotherapies to improve anti-osteosarcoma efficacy2021

    • 著者名/発表者名
      Ouchi Sosuke、Niiyama Eri、Sugo Ken、Uto Koichiro、Takenaka Satoshi、Kikuchi Akihiko、Ebara Mitsuhiro
    • 雑誌名

      Biomaterials Science

      巻: 9 ページ: 6957~6965

    • DOI

      10.1039/D1BM00780G

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Temperature responsive smart polymer for enabling affinity enrichment of current coronavirus (SARS-CoV-2) to improve its diagnostic sensitivity2021

    • 著者名/発表者名
      Nabil Ahmed、Yoshihara Erika、Hironaka Keita、Hassan Ayman A.、Shiha Gamal、Ebara Mitsuhiro
    • 雑誌名

      Computational and Structural Biotechnology Journal

      巻: 19 ページ: 3609~3617

    • DOI

      10.1016/j.csbj.2021.06.016

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Diels-Alder polymer platform for thermally enhanced drug release toward efficient local cancer chemotherapy2021

    • 著者名/発表者名
      Fujisawa Nanami、Takanohashi Masato、Chen Lili、Uto Koichiro、Matsumoto Yoshitaka、Takeuchi Masayuki、Ebara Mitsuhiro
    • 雑誌名

      Science and Technology of Advanced Materials

      巻: 22 ページ: 522~531

    • DOI

      10.1080/14686996.2021.1939152

    • 査読あり
  • [学会発表] Design of Apoptotic Cell-inspired Anti-inflammatory Polymers to Control The Inflammatory Environment in Immune Cells2021

    • 著者名/発表者名
      田崎 朱里 劉 懿華 荏原 充宏
    • 学会等名
      第8回アジアバイオマテリアル学会
    • 国際学会
  • [学会発表] 抗炎症MPSポリマーの構造制御とミクログリア細胞の炎症環境に与える影響2021

    • 著者名/発表者名
      田崎 朱里 劉 懿華 荏原 充宏
    • 学会等名
      第70回高分子討論会
  • [学会発表] 脊髄損傷におけるミクログリア細胞の炎症抑制を可能にするアポトーシス細胞模倣粒子の設計2021

    • 著者名/発表者名
      田崎 朱里 劉 懿華 荏原 充宏
    • 学会等名
      第37回日本DDS学会学術集会

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公開日: 2022-12-28  

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