組織工学分野での応用を目的とした注射可能な機能性医療材料の創製

创建用于组织工程领域的可注射功能医疗材料

基本信息

批准号：
12J05940
负责人：
森山幸祐
金额：
$ 1.92万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012-04-01 至 2015-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12J05940/
关键词：
酸化還元応答型ハイドロゲル酵素架橋西洋ワサビ由来ペルオキシダーゼポリエチレングリコールゼラチン細胞培養ハイドロゲル西洋わさび由来ペルオキシダーゼフェノール誘導体細胞包括ストレプトアビジンペプチドタグタンパク質修飾

项目摘要

本研究では、細胞や生体分子に対し温和な条件下で進行する酵素の触媒反応を利用することで、医療分野での利用が可能なハイドロゲルの作製を試みてきた。高分子間の架橋反応を触媒する酵素としては過酸化水素(H2O2)により活性化し、フェノール類の酸化カップリング反応を触媒する西洋ワサビ由来ペルオキシダーゼ(HRP)を選択している。昨年度は本触媒反応を利用したこれまでにない新たなゲル作製法を提案し、その手法を利用した酸化還元応答型ポリエチレングリコール(PEG)ゲルの作製を試みた。そこで本年度は作製したPEGゲルの機能化を試みた。具体的にはタンパク質の一種であるゼラチンを選択し、PEGと共架橋させることで、細胞培養基材として利用可能なゲルの作製を試みた。まず初めに作製したゲル上に線維芽細胞を播種し、細胞接着率を評価した。播種4時間後、ゼラチンを含まないPEGゲル上では細胞の接着は観察されなかったが、ハイブリッドゲル上では細胞の接着並びに伸展が観察され、その形態及び細胞接着率はポジティブコントロールとして用いたゼラチンコートディッシュと同程度であった。これはPEGネットワーク内にゼラチンが組み込まれたことを示す結果であり、PEGゲルを機能化することに成功したといえる。続いて、細胞の増殖挙動を評価したところ、ハイブリッドゲル上での細胞の形態並びに増殖挙動は、ゼラチンコートディッシュと同等であったことから、作製したゲルは優れた細胞接着性並びに増殖性を持ち、細胞培養基材として利用可能な材料であることが示唆された。またゲル上で、コンフルエント状態になるまで細胞を培養した後、還元剤によってゲルを溶解した結果、高い生存率を維持したままシート状の細胞塊を得ることが可能であった。以上の結果から作製したハイブリッドゲルは、細胞からなる組織体の作製に利用可能な材料であることが示唆された。

在这项研究中，我们试图通过利用在温和条件下与细胞和生物分子的轻度条件下进行的酶的催化反应来创建可以在医疗领域使用的水凝胶。作为一种催化聚合物之间交联反应的酶，选择了由过氧化氢（H2O2）激活并催化苯酚的氧化偶联反应。去年，我们提出了一种使用这种催化反应的前所未有的新凝胶生产方法，并试图使用这种方法来产生氧化还原反应性的聚乙烯乙二醇（PEG）凝胶。因此，今年我们试图使我们生产的钉凝胶功能功能化。具体而言，选择明胶，一种类型的蛋白质，并与PEG共连接，以创建可用作细胞培养底物的凝胶。首先，将成纤维细胞接种在制备的凝胶上，并评估细胞粘附率。播种四个小时后，在无明胶钉凝胶上未观察到细胞粘附，但是在杂交凝胶上观察到细胞粘附和延伸，它们的形态和细胞粘附率与用作阳性对照的明胶涂层盘子相似。这是将明胶掺入PEG网络中的结果，可以说已经成功地使PEG凝胶官能化。随后，评估了细胞增殖行为，并在混合凝胶上细胞的形态和增殖行为与明胶涂层的菜肴的形态和增殖行为相当，这表明制备的凝胶具有出色的细胞粘附和增殖特性，并且是一种可以用作细胞培养物的材料。此外，在培养凝胶上的细胞直至融合在一起后，将凝胶与还原剂溶解，从而在保持高存活率的同时获得薄片样细胞质量。以上结果表明，产生的杂化凝胶是一种可用于生产由细胞制成的组织体的材料。