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。

不仅在进行细胞和器官移植时，还会发生人造器官（如人造瓣膜和血管），植入了先天免疫系统的激活是尚未解决的常见问题。当诱导一系列免疫反应时，从补体系统和凝结因子系统的激活开始，血小板粘附，细胞和器官移植会导致缺血 - 再灌注损伤，导致细胞和器官受伤，从而导致功能丧失。此外，人造器官会对整个身体造成严重的副作用，从而给受体带来严重的症状。迄今为止，申请人组一直在研究各种表面修饰剂，目的是控制细胞移植，器官移植和人造器官植入中的免疫反应。这项国际联合研究旨在与瑞典的乌普萨拉大学合作，专注于肾脏移植中的细胞表面修饰剂，这些细胞表面修饰剂已成为医疗保健，并开发了可用于临床使用的新型表面处理材料技术的研究和开发。特别是，将详细研究人类血液中的免疫反应。此外，大型动物还在猪中进行测试，旨在早期临床应用。今年，在去年之后，我们专注于可以使用聚乙二醇结合的脂质修饰细胞膜的材料，并评估了肝素与肝素的功能，以赋予抗凝活性。化学处理的肝素在化学上与磷脂结合，肝素结合的数量从1到八个变化。为了评估肝素的活性，我们进行了抗甲偶结合能力和XA抑制因子抑制作用，发现其作为肝素的功能被保留。发现其活性与肝素结合的数量相关。还发现，引起了负责补体活性的因子H和C4BP的相互作用，并且它们的结合活性与肝素结合相关。这表明可以改变细胞表面，这不仅具有抗凝活性，而且具有抗结剂活性。

项目成果

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

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

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

細胞表面工学を利用した血管内皮の表面改質と腎移植生着率の向上に向けて

利用细胞表面工程对血管内皮进行表面修饰并提高肾移植存活率

• 发表时间: 2021
• 作者: 新川詔夫;太田亨;吉浦孝一郎;三宅紀子;寺村 裕治
• 通讯作者: 寺村 裕治

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