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2015 年度 実績報告書

幹細胞の品質モニタリングを目指した酵素/高分子電解質複合体センサーアレイの開発

研究課題

研究課題/領域番号 26810074
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

冨田 峻介  国立研究開発法人産業技術総合研究所, バイオメディカル研究部門, 研究員 (50726817)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
キーワード幹細胞 / 酵素 / 高分子電解質 / 多変量解析 / バイオセンサ
研究実績の概要

細胞分泌成分のフィンガープリンティングにもとづく幹細胞評価法を実現するために、交差反応性の酵素/高分子電解質複合体ライブラリの開発を試みた。初めに、ポリエチレングリコール/カチオン性高分子電解質のブロック共重合体に対し疎水性の異なる官能基を導入し、これらをアニオン性酵素と複合体化したライブラリを作製した。このライブラリを用いることで、由来の異なるアルブミンホモログに特徴的な酵素活性変化量のフィンガープリントが得られ、統計解析により96%の精度で識別が可能であることを示した(Analyst, 2014)。この方法をもとにしたライブラリにより、細胞の培養後に回収した培養液を分析したところ、種類の異なるヒトがん細胞の識別だけでなく、ヒト間葉系幹細胞の未分化・骨芽分化・脂肪分化の識別が可能であることが分かった(Chem. Sci., 2015)。さらに、本ライブラリは、由来の異なる哺乳類の血清の識別にも応用可能であることも見出した(Anal. Sci., 2016)。より微少な細胞状態の差異の識別を目指し、酵素に対して多様な性質の酸無水物を修飾して、分析のその場で簡易にライブラリを作製する方法を検討したところ、タンパク質だけでなく、哺乳類血清や細胞の識別も可能なことが分かり、本アプローチを利用することで幹細胞品質評価のさらなる応用範囲の拡大が示唆された(論文投稿準備中)。また、本研究を通じて得られた、酵素と高分子の相互作用に関する知見を総説としてまとめた(Curr. Med. Chem., 2016, Curr. Pharm. Biotechnol., 2016)。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Wrap-and-Strip technology of protein; polyelectrolyte complex for biomedical application2016

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Shiraki, Takaaki Kurinomaru, Shunsuke Tomita
    • 雑誌名

      Current Medicinal Chemistry

      巻: 23 ページ: 276-289

    • DOI

      10.2174/0929867323666151127201126#sthash.G0ICa1vV.dpuf

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Small amine molecules: Solvent design toward facile improvement of protein stability against aggregation and inactivation2016

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Shiraki, Shunsuke Tomita, Naoto Inoue
    • 雑誌名

      Current Pharmaceutical Biotechnology

      巻: 17 ページ: 116-125

    • DOI

      10.2174/1389201017666151029110229#sthash.n7H2955n.dpuf

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The use of an enzyme-based sensor array to fingerprint proteomic signatures of sera from different mammalian species2016

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Tomita*, Saki Yokoyama, Ryoji Kurita, Osamu Niwa, Keitaro Yoshimoto*
    • 雑誌名

      Analytical Sciences

      巻: 32 ページ: 237-240

    • DOI

      10.2116/analsci.32.237

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A Polyion Complex Sensor Array for Markerless and Noninvasive Identification of Differentiated Mesenchymal Stem Cells from Human Adipose Tissue2015

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Tomita*, Miho Sakao, Ryoji Kurita, Osamu Niwa, Keitaro Yoshimoto*
    • 雑誌名

      Chemical Science

      巻: 6 ページ: 5831-5836

    • DOI

      10.1039/C5SC01259G

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Design of polyion complex sensor arrays that fingerprint secretomic signatures of cells for markerless and noninvasive cell identification2015

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Tomita, Keitaro Yoshimoto, Ryoji Kurita, Osamu Niwa
    • 学会等名
      Pacifichem2015
    • 発表場所
      Marriott Waikiki Beach (United States)
    • 年月日
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • 国際学会
  • [学会発表] Enzyme-incorporated polyion complexes as novel materials for secretome fingerprinting of differentiated mesenchymal stem cells.2015

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Tomita, Osamu Niwa, Ryoji Kurita, Keitaro Yoshimoto
    • 学会等名
      第25回日本MRS年次大会
    • 発表場所
      横浜市開港記念会館(神奈川県)
    • 年月日
      2015-12-08 – 2015-12-10
  • [学会発表] ポリイオン複合体ライブラリを用いる 分化間葉系幹細胞セクレトームのフィンガープリンティング"2015

    • 著者名/発表者名
      冨田 峻介、丹羽 修、栗田 僚二、吉本 敬太郎
    • 学会等名
      第30回 高分子学会関東支部茨城地区 若手の会交流会
    • 発表場所
      つくばセミナーハウス(茨城県)
    • 年月日
      2015-10-29 – 2015-10-30
  • [学会発表] 酵素のその場修飾を利用する簡易なポリイオン複合体ライブラリ作製法の開発とアレイ型バイオセンシングへの応用2015

    • 著者名/発表者名
      冨田 峻介、丹羽 修、栗田 僚二
    • 学会等名
      日本分析化学会第64年会
    • 発表場所
      九州大学伊都キャンパス(福岡県)
    • 年月日
      2015-09-09 – 2015-09-11
  • [学会発表] Toward facile, markerless, and noninvasive determination of stem cell states: Pattern recognition-based sensing of proteins secreted from differentiated human mesenchymal stem cells "2015

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Tomita, Osamu Niwa, Ryoji Kurita, Keitaro Yoshimoto
    • 学会等名
      International Symposium on Nanoarchitectonics for Mechanobiology (ISNM) "
    • 発表場所
      WPI-MANA Auditorium, NIMS (Ibaraki-ken)
    • 年月日
      2015-07-29 – 2015-07-30
    • 国際学会
  • [学会発表] 味覚に学ぶバイオ分析: マーカー分子に頼らない生体試料センシングを目指して"2015

    • 著者名/発表者名
      冨田 峻介
    • 学会等名
      平成 27 年度日本分析化学会関東支部若手交流会
    • 発表場所
      晴海グランドホテル(東京都)
    • 年月日
      2015-06-26 – 2015-06-27
    • 招待講演
  • [備考] 個人ホームページ

    • URL

      https://staff.aist.go.jp/s.tomita/

URL: 

公開日: 2017-01-06  

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