Starburst hemoglobin polymer with controlled physical properties as a red blood cell substitute

具有受控物理特性的星爆血红蛋白聚合物作为红细胞替代品

基本信息

批准号：
21K12688
负责人：
松平崇
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Nara Medical University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、輸血用赤血球の代替となり得る人工酸素運搬体として、超分子重合-固定法(Supramolecular Polymerization and subsequent Fixing, SPF法)により、ヘモグロビン（Hb）が放射状に三次元配置された、星形構造を持つHbポリマーを構築することを目的としている。令和4年度は、Hbに分子量10～40 kDaの四分岐PEGを結合させ、星形構造の核(コア)となる二環式Hbダイマーの合成を行った。得られた二環式Hbダイマーを濃縮したところ、超分子開環重合に伴いハイドロゲル化が確認された。続いて、得られたゲルを溶解・希釈すると、解重合により再び二環式Hbダイマーが生成した。この結果は、二環式Hbダイマーが濃度に応じて可逆的に、網目構造を持つHb集合体（超分子ポリマーゲル）へと自己組織化されていることを示唆しており、Hbのサブユニット間相互作用を用いた超分子ポリマーゲルの初めての例となった。また、四分岐PEGの分子量の増大に伴いゾルーゲル転移が起こる臨界濃度は低下し、二環式Hbダイマーの環サイズが大きいほど超分子開環重合してゲル化しやすいことが明らかになった。SPF法を応用することで、前述の超分子ポリマーゲルの構造が共有結合により固定された化学ゲルを合成することができた。超分子ポリマーゲルは化学ゲルとは大きく異なるレオロジー特性を示し、刺激応答性や自己修復作用といった特異的な性質が確認された。これらの結果は、第45回日本バイオレオロジー学会年会、第71回高分子討論会、第29回血液代替物学会年次大会にて発表し、現在、論文投稿の準備中である。

在这项研究中，作为一个可以作为血液输血的人工氧运输，血红蛋白（HB）径向安排了超分子聚合和随后的固定（SPF方法）。在第4财年，Hb与10至40 kDa的地震结合，分子量为10至40 kDa，而两个 - 环HB昏暗的人是星形结构的核（核）（核心），被合成。当浓缩获得的两个 - 环Hb调光器时，由于超分子开环聚合的确认，确认了水凝胶。接下来，当溶解并稀释获得的凝胶时，双hb污染物再次由出血产生。该结果表明，两个 - 环HB调光器已自组织为Hb沉降（超级分子多聚甲基），其网状结构是相反的，具体取决于浓度，这是使用互连的超级分子多聚合物的第一个例子。此外，随着四部分PEG的分子量减少，Zologel转移的临界浓度已降低，并且已经发现，圆形HB DIMMER越大，使超级分子开放聚合的圆形HB昏暗者越容易和凝胶。通过应用SPF方法，上述超分子多聚甲基的结构能够通过同居键合成。超级分子多甲基与化学凝胶显示出非常不同的垂直学特性，并且已经证实了诸如刺激反应和自我修饰效应之类的特定特性。这些结果在日本生物学第45届年会，第71 Polar分子讨论和血液年度社会第29届年会的第45届年会上宣布，目前正在准备论文。