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2021 年度 実績報告書

バイオ医薬品デリバリーシステムに向けた糖タンパク質と人工高分子の融合材料の開発

研究課題

研究課題/領域番号 20K15344
研究機関大阪大学

研究代表者

中畑 雅樹  大阪大学, 理学研究科, 助教 (40755641)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2022-03-31
キーワードムチン / ボロン酸 / ハイブリッド材料 / ヒドロゲル / 細胞 / 腸内細菌
研究実績の概要

本年度は、申請時の研究計画に記載した、ムチン側鎖の糖鎖と相互作用しうるボロン酸部位を合成高分子に組み込むという材料設計のもと、前年度に引き続き①「材料の力学特性のチューニング」、②「分解性の評価」、および③「バイオ医薬品モデルとの相互作用」④「in vitroでの評価」について新たに検討を進めた。特筆すべき成果としては、ムチンとボロン酸含有ポリマーの溶液中での混合により形成されるヒドロゲルについて、ある一定以上のボロン酸導入率の材料では、動物細胞培養用に一般的に使用される血清入培地中でゲルが収縮・硬化することが明らかになった。前年度の結果と合わせると、本材料の設計パラメータであるボロン酸導入率により、細胞培養環境下での材料の分解速度を自在に制御できることを示せたといえる。分解するものについては、in vitroの評価として種々の動物細胞を材料の共存下で培養した。その結果、材料の分解物でコートされた表面上での細胞の増殖に細胞種依存性があることが明らかになった。また、プロバイオティクスの一種である腸内細菌の培養にこの系を適用したところ、ゲル上での細菌の生存と増殖が確認され、人工粘液への応用可能性も示された。これにより、当初予想していた計画の範疇に止まらず、さらなる応用に向けた基盤を確立することができた。得られた研究成果は、研究代表者が国内学会にて発表した。また今年度の成果をまとめた論文をMacromol. Biosci.誌に投稿し、研究期間終了直後に受理された。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] ハイデルベルク大学(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      ハイデルベルク大学
  • [雑誌論文] One-Step Synthesis of Gelatin-Conjugated Supramolecular Hydrogels for Dynamic Regulation of Adhesion Contact and Morphology of Myoblasts2022

    • 著者名/発表者名
      Hayashi Kentaro、Matsuda Mami、Mitake Nodoka、Nakahata Masaki、Munding Natalie、Harada Akira、Kaufmann Stefan、Takashima Yoshinori、Tanaka Motomu
    • 雑誌名

      ACS Applied Polymer Materials

      巻: 4 ページ: 2595~2603

    • DOI

      10.1021/acsapm.1c01902

  • [雑誌論文] A bio‐synthetic hybrid hydrogel formed under physiological conditions consisting of mucin and a synthetic polymer carrying boronic acid2022

    • 著者名/発表者名
      Nakahata Masaki、Tominaga Naoki、Saito Keishi、Nishiyama Keita、Tanino Yuya、Saiki Kiyoshiro、Kojima Masaru、Sakai Shinji
    • 雑誌名

      Macromolecular Bioscience

      巻: 22 ページ: 2200055~2200055

    • DOI

      10.1002/mabi.202200055

  • [学会発表] Design and synthesis of bioinspired smart polymers for biomaterials and environment sensing2021

    • 著者名/発表者名
      Masaki Nakahata
    • 学会等名
      2021 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (PACIFICHEM 2021)
    • 国際学会
  • [学会発表] ムチン-ボロン酸相互作用により形成されるバイオ超分子マテリアルの開発と腸内細菌培養への応用2021

    • 著者名/発表者名
      中畑雅樹, 齋藤圭史, 冨永直樹, 小嶋 勝, 境 慎司
    • 学会等名
      第70回高分子討論会
  • [備考] Masaki Nakahata

    • URL

      https://masakinskywalker.wixsite.com/home

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公開日: 2022-12-28  

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