International collaboration research on surface modification material for transplantation of cells, organs and artificial organs

细胞、器官及人工器官移植用表面修饰材料国际合作研究

• 批准号: 18KK0305
• 负责人: 寺村 裕治
• 金额: $ 11.65万
• 依托单位: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (2020-2022)The University of Tokyo (2018-2019)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-10-09 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18KK0305/
• 关键词: 臓器移植; 人工臓器; 生体適合性材料; 表面修飾; MPC; PEG; 表面修飾材

細胞・臓器移植のみならず人工弁、人工血管などの人工臓器の埋め込みをした際に起きる自然免疫系の活性化は、未だ解決されていない共通の問題である。補体 系や凝固因子系の活性化や血小板粘着から始まる一連の免疫反応が惹起されると、細胞・臓器移植では虚血再灌流障害が起き、細胞や臓器が傷害を受けるため機 能が消失する。また、人工臓器では全身への深刻な副作用が起き、レシピエントが重篤な症状に繋がる。これまでに申請者らのグループでは、細胞移植や臓器移 植、人工臓器の埋め込みにおける免疫反応制御を目指して、様々な表面修飾剤の研究に取り組んできた。本国際共同研究では、スウェーデンのウプサラ大学と共同して、医療として定着しつつある腎臓移植における細胞表面修飾剤と人工心臓に臨床応用されている表面改質材に焦点を絞り、臨床で使用できる新規表面処理 材料技術の研究・開発を行うことを目的としている。特に、ヒト血液中での免疫反応を詳細に調べる。あわせて、ブタによる大動物試験も行い、早期の臨床応用 を目指す。本年度では、昨年度に続いて、ポリエチレングリコール結合脂質を利用した細胞膜を修飾できる材料に着目し、抗凝固活性を付与するためにヘパリンとの結合体の合成とその機能評価を行なった。化学処理したヘパリンをリン脂質に化学結合し、そのヘパリンの結合数は、１つから最大で8個まで変化させた。ヘパリンの活性を評価するために、アンチトンビン結合能とFactor Xa阻害試験を行い、そのヘパリンとしての機能が保持されていることが分かった。その活性は、ヘパリンの結合数に相関していることがわかった。また、補体活性を担うFactor HやC4BPとの相互作用が生じることがわかり、その結合活性は、ヘパリン結合に相関があることもわかった。このことになり、抗凝固活性のみならず抗補体活性を有する細胞表面に改変できる可能性が示唆された。

There are common and unresolved problems related to the activation of the natural immune system when artificial devices such as cell and organ transplants and artificial blood vessels are being implanted. Activation of complement system and coagulation factor system, initiation of platelet adhesion, initiation of immune response, initiation of reperfusion injury due to cell/organ transplantation, and loss of function due to injury to cell/organ transplantation. The artificial organ has profound side effects on the whole body, and the symptoms are severe. The applicant's research group includes cell transplantation, organ transplantation, artificial organ implantation, immune response control, and surface modification. This international joint research focuses on the research and development of new surface treatment materials technology for kidney transplantation, cell surface modification agents and artificial heart in clinical use. The immune response in the blood is regulated in detail. The early stages of clinical trials are indicated by the use of large animals. This year, the functional evaluation of cell membrane modification and anti-coagulation activity was carried out. Chemical treatment of lipid compounds: chemical binding, chemical binding. The activity of the enzyme is evaluated by the Factor Xa and the function of the enzyme is maintained. The number of active compounds is related to the number of active compounds. Complement Activity Factor H and C4BP Interaction This indicates the possibility of cell surface modification due to anti-coagulation activity and anti-complement activity.

项目成果

Protective role of PEG-phospholipid conjugate in reducing ischemic reperfusion injury in kidney transplantation

PEG-磷脂结合物在减轻肾移植缺血再灌注损伤中的保护作用

• 发表时间: 2018
• 作者: Yuji Teramura;Sana Asif;Kristina N. Ekdahl;Elin Manell;Alireza Biglarnia;Marianne Jensen-Waern;Bo Nilsson
• 通讯作者: Bo Nilsson

Modification of human MSC surface with oligopeptide-PEG-lipids for selective binding to activated endothelium

用寡肽-PEG-脂质修饰人 MSC 表面以选择性结合活化的内皮细胞

• DOI: 10.1002/jbm.a.36697
• 发表时间: 2019
• 期刊: J Biomed Mater Res Part A
• 作者: Makoto Noiri;Kenta Asawa;Naoya Okada1;Tomonobu Kodama;Yuichi Murayama;Yuuki Inoue;Kazuhiko Ishihara;Kristina N Ekdahl;Bo Nilsson;and Yuji Teramura
• 通讯作者: and Yuji Teramura

Potential of Cell Surface Engineering with Biocompatible Polymers for Biomedical Applications

生物相容性聚合物细胞表面工程在生物医学应用中的潜力

• DOI: 10.1021/acs.langmuir.0c01678
• 发表时间: 2020
• 期刊: Langmuir
• 影响因子: 3.9
• 作者: Teramura Yuji;Ekdahl Kristina Nilsson;Fromell Karin;Nilsson Bo;Ishihara Kazuhiko
• 通讯作者: Ishihara Kazuhiko

高分子バイオマテリアルによる細胞表面の改質とデザイナー細胞の創出に向けて

使用聚合物生物材料进行细胞表面修饰和设计细胞的创建

• 发表时间: 2022
• 作者: Takashi Miyazaki;Jiandong Yang;Satoshi Imamura;Yoshikazu Hirai; Ken-ichiro Kamei;Toshiyuki Tsuchiya;Osamu Tabata;寺村 裕治
• 通讯作者: 寺村 裕治

Cell surface engineering with heparin-conjugated lipids for regulating blood activation in transplantation

肝素缀合脂质的细胞表面工程用于调节移植中的血液活化

• 发表时间: 2021
• 作者: Kabwe JC;Sawada H;Mitani Y;Oshita H;Tsuboya N;Zhang E;Maruyama J;Miyasaka Y;Ko H;Oya K;Ito H;Yodoya N;Otsuki S;Ohashi H;Okamoto R;Dohi K;Nishimura Y;Mashimo T;Hirayama M;Maruyama K.;Yuji Teramura
• 通讯作者: Yuji Teramura