免疫系に働きかけるバイオセラミックスの機能発現機序の解明

阐明生物陶瓷影响免疫系统的功能表达机制

基本信息

批准号：
21K19930
负责人：
相澤守
金额：
$ 4.16万
依托单位：
Meiji University
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

生体機能の一部あるいは全部を代替する目的で開発されている「バイオマテリアル」は人工材料であるため、免疫による拒絶がほとんど生じないことがメリットの一つである。しかしながら、細胞と接触する材料表面を巧みに設計することにより、材料が積極的に免疫系に働きかけ、免疫細胞を活性化することができれば、現在がんの治療法として注目されている「養子免疫療法」に新機軸を提案できる。我々はこれまでに免疫系に積極的に働きかけるバイオセラミックス「イムノセラミックス」の試製に成功している。本研究では、これまでに得られている知見を足掛かりとして、免疫系に積極的に働きかけるバイオセラミックスの機能発現機序を免疫細胞と材料との相互作用を通して解明する。バイオマテリアルという人工材料を主軸に据え、その表面での免疫細胞との相互作用により免疫賦活効果を発現・制御する試みは挑戦的な研究であると考えている。本研究の目的は、人工材料であるバイオマテリアルの表面を巧みにデザインし、材料単独で免疫賦活効果を最大限に引き出す材料および表面の設計とその機能発現メカニズム解明の調査を通して「材料表面と免疫系細胞との相互作用」を包括的に理解し、その学理を新しいがん治療などへ展開することである。上記の目的を達成するため、これまでに我々が免疫賦活効果をもつことを明らかにした「ホウ素含有アパタイト(BAp)」をキーマテリアルとして使用する。実際、2022年度は、研究分担者との協働により抗腫瘍効果を検証するために確立した動物実験モデルを利用し、BApセラミックス上で培養した免疫細胞（キラーT細胞）を担癌マウスにインジェクションし、その抗腫瘍効果を調べた。その結果、BApセラミックス上で活性化させたキラーT細胞はコントロールと比べて高い抗腫瘍効果を示すことを明らかにした。この研究成果は特許出願済みである。

为取代部分或所有生物学功能而开发的“生物材料”的优点之一是人造物质，因此免疫引起的抑制作用很少。但是，如果材料可以通过巧妙地设计与细胞接触并激活免疫细胞的材料表面来主动与免疫系统相互作用，则可以提出一种新的方法来进行“采用的免疫疗法”，目前正在吸引人们注意作为对癌症的治疗方法。迄今为止，我们已经成功尝试了“免疫陶瓷”，这是一种积极地在免疫系统上起作用的生物陶瓷。在这项研究中，我们将使用迄今为止获得的知识作为垫脚石来阐明生物陶瓷功能表达的机理，这些功能表达通过免疫细胞与材料之间的相互作用，积极地吸引了免疫系统。我们认为，通过与生物材料表面上的免疫细胞相互作用，试图通过与一项具有挑战性的研究来开发和控制免疫刺激作用。这项研究的目的是巧妙地设计生物材料的表面，人造物质，并研究材料和表面的设计，这些材料和表面通过单独使用材料来最大程度地提高免疫刺激效果，并全面了解“材料表面与免疫系统细胞的表面之间的相互作用”，并将理论处理为新的癌症治疗以及其他此类事物。为了实现上述目标，我们使用“含硼的磷灰石（BAP）”，以前我们证明具有免疫刺激作用，作为关键材料。实际上，在2022年，我们使用了一个动物实验模型，该模型与研究伴侣合作验证了抗肿瘤效应，并在BAP陶瓷上培养的免疫细胞（杀手T细胞）将其培养为具有癌症的小鼠以研究其抗肿瘤作用。结果表明，在BAP陶瓷上激活的杀伤T细胞比对照组表现出更高的抗肿瘤作用。这项研究的结果已提交了专利申请。