Microenvironmental Regulation of Stem Cells via Forest and Marine Glyco-nanofibers

通过森林和海洋糖纳米纤维调节干细胞的微环境

基本信息

  • 批准号:
    21K19150
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 4.16万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2021-07-09 至 2024-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

天然多糖ナノ素材として注目を集める樹木由来セルロースナノファイバーとキチンナノファイバーの明確な固体界面構造とナノファイバー形状に着目し、細胞生育の足場としての微小環境制御に挑んだ。本年度は以下の重要な成果を得た。(1)TEMPO酸化セルロースナノファイバーとキトサンナノファイバーをEDS化学で縮合することで、3D印刷可能なバイオインクの開発に成功した。ヒト肝がん細胞HepG2をゲル内で培養したところ、14日間のスフェロイド培養と高いアルブミン産生能を示した。(2)TEMPO酸化セルロースナノファイバーをカルシウム架橋することで、弾性率の異なるヒドロゲルを設計し、骨髄由来ヒト間葉系幹細胞を培養したところ、硬さの違いで細胞形態や遺伝子発現挙動に違いがみられた。(3)表面硫酸化セルロースナノファイバー基材上で、ラット副腎髄質由来褐色細胞腫PC-12を培養したところ、顕著な神経突起の伸長が観察され、極低濃度の分化誘導因子の添加でも機能した。(4)表面リン酸化セルロースナノファイバー基材上で、骨芽細胞様細胞MC3T3-E1を培養したところ、リン酸基量依存的な細胞接着挙動を示し、分化誘導培地なしで初期的な骨形成の促進が見られた。(5)セルロースナノファイバーとキチンナノファイバーをピッカリングエマルションでマイクロ粒子化したところ、ヒトHepG2やマウスKupffer細胞KUP5において特徴的なパイロトーシスが誘導された。素材単独ではこの現象が見られないことから、多糖微粒子が免疫系に直接働きかける未知機構が示唆された。生体内の細胞外マトリックスのナノ形状と界面構造を模倣可能な林産・海産資源由来の多糖ナノファイバーを駆使することで、培養細胞に直接働きかける様々な現象を見出した。これらは、細胞の生体機能を制御できるバイオアダプティブ素材として極めて有用であり、今後さらなる研究展開を図る。
Natural polysaccharides are used as raw materials and materials for tree growth. They are used to control the growth of cells in micro-environments. The following significant achievements were made during the year. (1) TEMPO acidification is successful in the development of EDS chemical condensation and 3D printing possibilities. HepG2 cells were cultured in vitro for 14 days, and the production of HepG2 cells was demonstrated. (2) TEMPO acidification is the most important factor in the development of mesenchymal stem cells. (3) Surface sulfation of cells on the substrate, secondary kidney tissue derived from brown cell tumor PC-12 culture, detection of elongation of neural processes, and addition of differentiation inducing factors at very low concentrations. (4) Surface acidification of the cells on the substrate, bone bud cells MC3T3-E1 culture, acid content dependent cell movement, differentiation induction and early bone formation promotion were observed. (5) The characteristics of HepG2 and Kupffer cell KUP5 are induced by the induction of the virus. The phenomenon of polysaccharide particles in the immune system is unknown. The extracellular structure and interface structure in vivo mimic that of polysaccharides derived from forest and marine resources. The biological function of the cell is controlled. The material is very useful. The research will be carried out in the future.

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
リン酸化セルロースナノファイバー基材における動物細胞の培養挙動
动物细胞在磷酸化纤维素纳米纤维基质上的培养行为
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    劉啓美;畠山真由美;北岡卓也
  • 通讯作者:
    北岡卓也
構造多糖ナノファイバーが制御するバイオアダプティブ細胞培養基材の機能設計
结构多糖纳米纤维控制的生物适应性细胞培养基质的功能设计
異なる生体酸性基を導入したナノセルロース混合基材上での動物細胞の増殖・分化挙動
动物细胞在引入不同生物酸性基团的纳米纤维素混合基质上的增殖和分化行为
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    原田容子;畠山真由美;北岡卓也
  • 通讯作者:
    北岡卓也
セルロースナノファイバーの新価値創造
从纤维素纳米纤维中创造新价值
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Qi Li;Mayumi Hatakeyama;Takuya Kitaoka;北岡卓也
  • 通讯作者:
    北岡卓也
構造多糖ナノファイバー混合基材における動物細胞培養と機能評価
结构多糖纳米纤维混合基质的动物细胞培养及功能评价
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    野田朋佳;畠山真由美;北岡卓也
  • 通讯作者:
    北岡卓也
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Idenfitication of cytochrome P450 monooxygenases responsible for terpene biosynthesis by basidiomycetes
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  • 影响因子:
    0
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  • 通讯作者:
    Hirofumi Ichinose
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    大園 昂貴;筌場 将太;北岡 卓也;一瀬 博文
  • 通讯作者:
    一瀬 博文
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对映异构体的制造方法、提高对映选择性的方法、控制对映异构体种类的合成的方法、提高对映选择性的试剂、对映选择性可变材料、对映选择性控制材料、不对称合成反应装置、络合物和方法
  • DOI:
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
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    0
  • 作者:
    金 シン;舘林 直子;北岡 卓也
  • 通讯作者:
    北岡 卓也

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  • 通讯作者:
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Development of Nanostructured Scaffolds for Stem Cell Culture to Directly Regulate Cellular Functions via Natural Polysaccharide Nanofibers
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    2000
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    $ 4.16万
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相似海外基金

キチン・キトサンのライフサイエンス
甲壳素和壳聚糖的生命科学
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    11896010
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    1999
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    $ 4.16万
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インプラントの歯根膜形成にキチン・キトサン膜を用いる実験的研究
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  • 批准号:
    05771722
  • 财政年份:
    1993
  • 资助金额:
    $ 4.16万
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  • 批准号:
    01604581
  • 财政年份:
    1989
  • 资助金额:
    $ 4.16万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
キチン・キトサンから生体特異性新材料の開発
甲壳素和壳聚糖新型生物特异性材料的开发
  • 批准号:
    63604572
  • 财政年份:
    1988
  • 资助金额:
    $ 4.16万
  • 项目类别:
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キチン・キトサン及び関連酵素の基礎・応用研究の新展開
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  • 批准号:
    60307008
  • 财政年份:
    1985
  • 资助金额:
    $ 4.16万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Co-operative Research (B)
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知道了