ナノゲル架橋ハイドロゲルの設計とタンパク質デリバリーへの応用

纳米凝胶交联水凝胶的设计及其在蛋白质递送中的应用

• 批准号: 10J03768
• 负责人: 下田 麻子
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Kyoto University (2012)Tokyo Medical and Dental University (2010-2011)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10J03768/
• 关键词: ナノゲル; エレクトロスピニング; ナノファイバー; タンパク質デリバリー; 架橋; ハイドロゲル; 骨再生; がん治療; RGDペプチド

我々はこれまでに、疎水性の高いコレステリル基を部分的に(1～5%)置換した多糖プルラン(コレステリル基置換プルラン、CHP)が希薄溶液中で自己組織的に会合し、ナノサイズ(20～30nm)のヒドロゲルを形成することを見出した。CHPナノゲルはタンパク質を自発的に取り込み安定化させ、その分子シャペロン効果により活性を保持したまま内包物を放出することができる。本研究では、エレクトロスピニング法を用いて新素材として注目されているナノファイバーの作製を試みた。まず、ナノゲルのみを用いたファイバーの形成を試みた。これまでに検討した重合性基を付与したCHPナノゲルを生分解性の架橋で集積させたナノゲル架橋微粒子を調製した。この時、溶媒組成、ナノゲル濃度、架橋度、流速、シリンジと基板との距離、電圧などのパラメーターを変化させてエレクトロスピニングを行った。しかし、溶液の粘性が低く、溶媒の乾燥が不十分であるためにbeadsしか得られなかった。次に、細胞培養基板として広く用いられているゼラチンとナノゲルの混合系について検討した。ゼラチン自体は水溶性のため、エレクトロスピニング後に架橋反応を行う必要がある。今回はゼラチンとナノゲル両方を溶解することのできるPBSとエタノールの混合溶媒を用いることで、insituで架橋反応が可能なファイバーを形成することとした。ゼラチン及びナノゲルをPBSとエタノールの混合溶媒に加え、これに縮合剤であるEDC及びNHS溶液を添加し、一定時間後にエレクトロスピニングを行った。その結果、縮合剤の濃度や架橋反応時間、ゼラチンの分子量の違いに応じて200-1200nmの様々な直径のファイバーを得ることに成功した。水中での安定性をみるために、得られたファイバーを1～2日水に浸漬させたサンプルをSEMで観察したところ、浸漬前と同様にファイバーの形状を保持することが示された。また、蛍光修飾ナノゲルを用いてファイバーにおけるナノゲルの分布状態を蛍光顕微鏡で観察したところ、ファイバー全体にナノゲル由来の蛍光が見られた。ナノゲルの特筆すべき点として、タンパク質を安定に保持し、活性のある状態で放出できることが挙げられる。ファイバーにタンパク質を内包したナノゲルを封入することで、ファイバーからタンパク質を徐放する素材の開発が期待できる。そこで、モデルタンパク質としてウシ血清アルブミン(BSA)をナノゲルに内包し、これとゼラチンを混合し上記の方法と同様にエレクトロスピニングを行ったところ、300nm前後のファイバーを形成することが確認された。今後はナノゲルからのタンパク質の放出速度の検討や、ファイバーを何層にも重ねることで複数の種類のタンパク質を順番に放出させるシステムの構築を目指す。

Therefore, we can see that polysaccharide praline (coresteril-substituted praline, CHP), which is partially (1~5%) substituted by high-water-soluble coresteril-based groups, can combine with its own tissues in thin solutions and form nanofibers (20~30nm). CHP is a chemical that can be used to stabilize, stabilize, and/or release compounds. This study is aimed at exploring new materials and ways to improve the quality of products. The shape of the film is different from that of the film. This is the first time that we've had a chance to do this, and we've had a chance to do this. The time, solvent composition, concentration, bridging degree, flow rate, temperature and distance between substrates, voltage and temperature are changed. The viscosity of the solution is low, the dryness of the solvent is not very high. In addition, the cell culture medium plate is used for the preparation of mixed cells. It is necessary to bridge the bridge after the water solubility is reduced. Now, the solution is PBS and mixed solvent. The solution is insitu. The bridge is formed. Add EDC and NHS solution to the mixture of PBS and PBS, and then add EDC and NHS solution to the mixture after a certain time. The results show that the concentration of condensation agent, the reaction time of bridging, the molecular weight of the polymer, the polymer, the molecular weight of the polymer, the polymer, the polymer weight of the polymer, the polymer, the polymer weight of the polymer, the polymer weight of the polymer, the polymer, the polymer weight of the polymer, the polymer weight of the 1 - 2 days of immersion in water. The light source of the light source can be observed by a microscope. In addition, the quality of the product is stable and the activity is stable. The development of the material is expected to be carried out in the future. The above method for determining the formation of BSA before and after 300nm is described. In the future, it will be pointed out that the structure of the system is composed of the following aspects: the analysis of the emission speed of the light source, the layer of the light source, the type of the light source and the sequence of the emission.

项目成果

The tumor necrosis factor type 2 receptor plays a protective role in tumor necrosis factor-α-induced bone resorption lacunae on mouse calvariae

肿瘤坏死因子2型受体在肿瘤坏死因子α诱导的小鼠颅骨骨吸收陷窝中发挥保护作用

• DOI: 10.1007/s00774-011-0270-z
• 发表时间: 2011
• 期刊: J Bone Miner, Metab
• 作者: K.Nagano;N.Alles;A.H.Mian;A.Shimoda;N.Morimoto;Y.Tamura;H.Shimokawa;K.Akiyoshi;K.Ohya;K.Aoki
• 通讯作者: K.Aoki

細胞親和性RGD修飾ナノゲルの設計と応用

细胞友好型RGD修饰纳米凝胶的设计与应用

• 发表时间: 2010
• 作者: Neil Alles;Niroshani S.Soysa;四條知恵;Asako Shimoda;四條知恵;下田麻子;下田麻子;下田麻子;下田麻子;下田麻子;下田麻子;下田麻子;下田麻子
• 通讯作者: 下田麻子

ナノゲルボトムアップ法によるゲル材料の設計とDDS応用

使用纳米凝胶自下而上方法的凝胶材料设计和DDS应用

• 发表时间: 2012
• 作者: Neil Alles;Niroshani S.Soysa;四條知恵;Asako Shimoda;四條知恵;下田麻子
• 通讯作者: 下田麻子

機能性ナノゲル架橋ナノ微粒子の設計

功能性纳米凝胶交联纳米粒子的设计

• 发表时间: 2010
• 作者: Neil Alles;Niroshani S.Soysa;四條知恵;Asako Shimoda;四條知恵;下田麻子;下田麻子;下田麻子;下田麻子;下田麻子;下田麻子;下田麻子
• 通讯作者: 下田麻子

Biodegradable Nanoge-integrated Hydrogels for Sustained Protein Delivery

可生物降解的纳米集成水凝胶用于持续蛋白质输送

• DOI: 10.1007/s13233-012-0054-x
• 发表时间: 2012
• 期刊: Macromolecular Research
• 影响因子: 2.4
• 作者: Asako Shimoda;et al.
• 通讯作者: et al.