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2021 年度 実績報告書

低分子ハイドロゲル機能化の学理

研究課題

研究課題/領域番号 20H02542
研究機関神戸大学

研究代表者

丸山 達生  神戸大学, 工学研究科, 教授 (30346811)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード超分子 / バイオマテリアル / 自己組織化 / ゲル
研究実績の概要

本年度は低分子ゲル化剤を用いて細胞培養用ゲル、 菌選択的抗菌ゲルの開発を行った。ペプチド脂質型低分子ゲル化剤を適切に分子設計することで、細胞毒性を低減し、細胞培養足場として利用可能であることを実証した。特に、D体ペプチドを用いことで、酵素的分解が起こらず、細胞培養中も安定して利用可能であることが判明した。ここではiPS細胞から分化させた胚葉体の培養を行い、正常細胞に対しても毒性がないことを明らかにした。
菌選択的抗菌ゲルについては、従来用いられてきた菌選択性のない抗菌剤(アンフォテリシンB)を低分子ゲル化剤の自己組織体に包埋可能であることを明らかにし、しかもこの包埋状態ではアンフォテリシンBの抗菌性能が封印されることが判明した。この低分子ゲル化剤はペプチドで構成されるため、プロテアーゼを用いて分解すると、低分子ゲル化剤自己組織体が崩壊し、アンフォテリシンBの抗菌性能が復活することを見出した。プロテアーゼを特徴的に分泌する病原性微生物は存在するため、プロテアーゼを分泌する微生物に対するアンフォテリシンB/低分子ゲル化剤複合体の抗菌性を調べた。その結果、アンフォテリシンB/低分子ゲル化剤複合体はプロテアーゼを分泌しない微生物に対しては抗菌性を示さず、プロテアーゼを分泌する微生物に対してのみ抗菌性を示すことが明らかになった。つまり、菌選択性がない抗菌剤を低分子ゲル化剤と共に自己組織化させることで、抗菌剤に菌選択性を付与できることを実証した。このことは既に認可されている医薬品を別用途(別疾患等)に用いるDrug repositioningにつながると期待される。

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

予定していた研究計画を忠実に行っており、その成果も上述のとおりでているため。

今後の研究の推進方策

申請段階の計画書記載の、触媒機能を有するゲル、結時の細胞保護機能を有するゲルを最終年度検討する予定である。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Rewritable Surface on a Plastic Substrate Using Fluorous Affinity2021

    • 著者名/発表者名
      Tsuchii Takane、Kaneko Kazuki、Morita Kenta、Nishino Takashi、Maruyama Tatsuo
    • 雑誌名

      ACS Applied Materials & Interfaces

      巻: 14 ページ: 3255~3263

    • DOI

      10.1021/acsami.1c18633

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Covalent immobilization of gold nanoparticles on a plastic substrate and subsequent immobilization of biomolecules2021

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto Mimari、Kaneko Kazuki、Hara Manami、Matsui Masaki、Morita Kenta、Maruyama Tatsuo
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 11 ページ: 23409~23417

    • DOI

      10.1039/D1RA03902D

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Microenvironment pH-Induced Selective Cell Death for Potential Cancer Therapy Using Nanofibrous Self-Assembly of a Peptide Amphiphile2021

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto Shota、Nishimura Kanon、Morita Kenta、Kanemitsu Sayuki、Nishida Yuki、Morimoto Tomoyuki、Aoi Takashi、Tamura Atsuo、Maruyama Tatsuo
    • 雑誌名

      Biomacromolecules

      巻: 22 ページ: 2524~2531

    • DOI

      10.1021/acs.biomac.1c00267

  • [学会発表] チロシン含有ペプチド脂質を用いたガン細胞の選択的殺傷2022

    • 著者名/発表者名
      清水なつみ・金光彩雪・八代朋子・森田健太・丸山達生
    • 学会等名
      化学工学会第87年会
  • [学会発表] Selective death of cancer cells using the overexpressed kinase and a peptide lipid2022

    • 著者名/発表者名
      4.清水なつみ・金光彩雪・八代朋子・森田健太・青井貴之・丸山達生
    • 学会等名
      CMCB2022
    • 国際学会
  • [学会発表] ペプチド脂質のガン細胞内での自己組織化と細胞死の誘導2021

    • 著者名/発表者名
      丸山達生
    • 学会等名
      日本膜学会第43年会
    • 招待講演
  • [学会発表] 合成小分子のひも状ミセルを使ってゲルを作る、がんを殺す2021

    • 著者名/発表者名
      丸山達生
    • 学会等名
      粉体工学会2021年度春期 研究発表会
    • 招待講演
  • [学会発表] ミクロ空間での超分子ゲル形成と機能発現2021

    • 著者名/発表者名
      丸山達生
    • 学会等名
      超分子研究会(高分子学会)
    • 招待講演

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公開日: 2022-12-28  

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