ポリロタキサンを基盤とした細胞接着足場による歯周組織再生の試み

使用聚轮烷细胞粘附支架进行牙周组织再生的尝试

• 批准号: 21J14480
• 负责人: 益田 洋輝
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Tokyo Medical and Dental University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-28 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21J14480/
• 关键词: ポリロタキサン; 分子可動性; 間葉系幹細胞; 酸化ストレス; 細胞老化; 血管内皮細胞; 共培養; 歯根膜細胞; 骨分化

ポリロタキサンは多数の環状分子（α-シクロデキストリンなど）の空洞部を線状高分子が貫通した超分子集合体である。ポリロタキサンの特徴の一つに環状分子が線状高分子鎖に沿って運動する分子可動性が挙げられ、これは環状分子の貫通数によって調節することができる。2022年度は、昨年多数採取したヒト歯根膜細胞を培養し、細胞機能の評価を行ったところ、個体間で増殖や骨分化などに有意差が認められた。その要因として細胞老化が関係していることが明らかになり、細胞老化の亢進により増殖能や骨分化能が低下する傾向が認められた。歯周組織では歯周炎により活性酸素種が産生され、活性酸素種は細胞老化を誘導することが知られている。したがって、酸化ストレスにより誘導される細胞老化を抑制すれば、増殖能や骨分化の低下を軽減することができることが期待される。そこで、ポリロタキサンの分子可動性が酸化ストレスにより誘導される細胞老化に与える影響を明らかにするために、間葉系幹細胞を対象として細胞老化の評価を行った。α-シクロデキストリンの貫通数が多いポリロタキサン表面に接着した間葉系幹細胞では、メカノセンサー分子が細胞核に移行することが明らかになった。メカノセンサー分子が細胞核に移動すると、細胞老化が抑制されることが知られている。一方、酸化ストレスはメカノセンサー分子を細胞質に移行させることが知られている。酸化ストレス下において、α-シクロデキストリンの貫通数が多いポリロタキサン表面上の細胞ではメカノセンサー分子が細胞核内に保持され、細胞老化を軽減させる傾向が認められた。メカノセンサー分子の核内局在と細胞老化の程度には強い負の相関関係が認められたことから、メカノセンサー分子の細胞内局在をコントロールできるポリロタキサン表面の分子可動性は、酸化ストレスによる細胞老化の制御に有用であることが示唆された。

多罗托甘油是超分子组件，其中线性聚合物穿透了许多环状分子的腔（例如α-环糊精）。果杆菌的特征之一是循环分子沿线性聚合物链移动的分子迁移率，可以通过环状分子的穿透数量来调节。在2022年，当培养大量人类牙周韧带细胞并评估细胞功能时，个体之间的增殖和骨分化存在显着差异。据表明，细胞衰老是一个因素，并且由于细胞衰老增加而具有增殖能力和骨分化能力的趋势。众所周知，牙周炎会产生活性氧，而活性氧诱导细胞衰老。因此，可以预期抑制由氧化应激诱导的细胞衰老可以减少增殖能力和骨分化的下降。因此，为了阐明多罗托甘脉的分子迁移率对氧化应激诱导的细胞衰老的影响，我们评估了间充质干细胞上的细胞衰老。已经揭示了机械传感器分子迁移到粘附到polyrotaxanes表面的间充质干细胞中的细胞核，后者具有大量的α-环糊精穿透。众所周知，当机械传感器分子迁移到细胞核时，细胞衰老就会被抑制。另一方面，已知氧化应激会将机械传感器分子转移到细胞质中。在氧化应激下，在多虫烷表面的细胞中，具有大量的α-环糊精渗透，将机械传感器分子保留在细胞核中，并且有减少细胞衰老的趋势。在机械传感器分子的核定位置和细胞衰老程度之间观察到了强大的负相关，这表明可以控制机械传感器分子的亚细胞定位的多罗望二烷表面的分子迁移率可用于控制由氧化应激引起的细胞衰老。

项目成果

α-シクロデキストリン含有ポリロタキサン表面を用いた血管内皮細胞－間葉系幹細胞共培養系における迅速な石灰化誘導

使用含α-环糊精的聚轮烷表面快速诱导血管内皮细胞-间充质干细胞共培养系统钙化

• 发表时间: 2021
• 作者: 益田洋輝;有坂慶紀;秤屋雅弘;岩田隆紀;依田哲也;由井信彦
• 通讯作者: 由井信彦

Molecular Mobility of Polyrotaxane Surfaces Alleviates Oxidative Stress‐Induced Senescence in Mesenchymal Stem Cells

聚轮烷表面的分子迁移性减轻间充质干细胞氧化应激诱导的衰老

• DOI: 10.1002/mabi.202300053
• 发表时间: 2023
• 期刊: Macromolecular Bioscience
• 影响因子: 4.6
• 作者: Masuda Hiroki;Arisaka Yoshinori;Hakariya Masahiro;Iwata Takanori;Yoda Tetsuya;Yui Nobuhiko
• 通讯作者: Yui Nobuhiko

ポリロタキサン表面の分子可動性と内皮細胞共培養による間葉系幹細胞の急速な石灰化

内皮细胞共培养的聚轮烷表面的分子流动性和间充质干细胞的快速钙化

• 发表时间: 2023
• 作者: 益田洋輝;依田哲也
• 通讯作者: 依田哲也