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臓器再生をめざすバイオ材料

研究報告コード R993100873
掲載日 2002年9月30日
研究者
  • 伊藤 嘉浩
研究者所属機関
  • 徳島大学工学部
研究機関
  • 徳島大学工学部
報告名称 臓器再生をめざすバイオ材料
報告概要 人工臓器用のバイオマテリアルの研究を行い、従来のバイオマテリアル研究の生体との相互作用をできるだけ制御しようとする方針に対して、生体との相互作用をできるだけ促進して生体に積極的な働きかけができるバイオマテリアルの合成を目指してきた。本研究では特に細胞成長因子をバイオマテリアルに組み込むことによりどのような効果が得られるかを検討した。インスリン、上皮細胞成長因子(EGF)、神経成長因子、細胞破壊因子などが、細胞内に取り込まれなくても作用することを、光リソグラフ法でこれらをマトリックス上にマイクロパターン状に固定することを明らかにした。EGFは溶解状態ではPC12細胞の成長を促進するが、マトリックス状に固定されたEGFは、PC12細胞の分化を誘導した。固定化EGFは、溶解EGFと比較して、細胞内の情報伝達蛋白質を長時間にわたって活性化した。これが、発現の変化に関係すると考えられた。成長因子を数μmの微細なパターンに固定化することにより細胞の突起形成も制御できるようになった。生理活性物質の固定化密度を傾斜的に変化させた材料を調整できるようになり、培養細胞の機能発現を固定化密度より定量的に制御できるようになった。その他、細胞機能制御材料の設計の基礎研究として各種の刺激に応答して機能を発揮する新しいバイオ材料の合成に成功した。臓器再生を目指す組織工学としては、生体情報分子を固定化した材料を用いることにより、遺伝子治療や幹細胞の技術を総合的にデザインしていくことにより新しい展望が拓かれるものと考えられる。
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研究分野
  • 細胞・組織培養法
  • サイトカイン
  • 細胞生理一般
関連発表論文 (1)Y. Ito, N. Sugimura, O.H. Kwon, and Y. Imansihi, Enzyme modification by polymers with solubilitiues that change in response to photoirradiation in organic media, Nature Biotechnol., 17, 73-75(1999)
(2)Y. Ito, G. Chen, and Y. Imanishi, Micropatterned immobilization of epidermal growth factor to regulate cell function, Bioconj. Chem., 9, 277-282(1998)
(3)G. Chen, Y. Imanishi, and Y. Ito, Effect of protein and cell behavior on pattern-grafted thermoresponsive polymer, J. Biomed. Mater. Res., 42, 38-44(1998)
(4)G. Chen, Y. Imanishi, and Y. Ito, Photolithographic synthesis of microgel, Macromolecules, 31, 4379-4381(1998)
(5)G. Chen, Y. Imanishi, and Y. Ito, pH-sensitive thin hydrogel micro-fabricated by photolitography, Langmuir, 14, 6610-6612(1998)
(6)伊藤嘉浩,バイオシグナル分子を固定化した人工材料による細胞の遺伝子発現制御,人工臓器,27,541-544(1998)
(7)Y. Ito, G. Chen, and Y. Imanishi, Artificial juxtacrine stimulation for tissue engineering, J. Biomat. Sci. Polym. Eds., 9, 879-890(1998)
(8)Y. Ito, Regulation of cell functions by micropattern-immobilized biosignal molecules, Nanotechnology, 9, 200-204(1998)
(9)Y. Ito, S. Kondo, G. Chen, and Y. Imanishi, Patterned artificial juxtacrine stimulation of cells by covalently immobilized insulin, FEBS Lett., 403, 159-162(1997)
(10)Y. Ito, J.-S. Li, T. Takahashi, Y. Imanishi, Y. Okabayashi, Y. Kido, and M. Kasuga, Enhancement of the mitogenic effect by artificial juxtacrine stimulation using immobilized EGF, J. Biochem., 121, 514-520(1997)
(11)J.-S. Li, Y. Ito, J. Zheng, T. Takahashi, and Y. Imanishi, Enhancement of artificial juxtacrine stimulation of isnulin by co-immobilization with adhesion factors, J. Biomed. Mater. Res., 31, 190-197(1997)
(12)G. Chen, Y. Ito, and Y. Imanishi, Photo-immobilization of epidermal growth factor enhances its mitogenic effect by artificial juxtacrine signalling, Biochim. Biophys. Acta., 1358, 200-208(1997)
(13)G. Chen, Y. Ito, and Y. Imanishi, Regulation of growth and adhesion of cultured cells by insulin conjugated with thermoresponsive polymers, Biotechnol. Bioeng., 53, 339-344(1997)
(14)Y. Ito, J. Zheng, and Y. Imanishi, Enhancement of cell growth on a porous membrane coimmobilized with cell growth and cell-adhesion factors, Biomaterials, 18, 197-202(1997)
(15)G. Chen, Y. Ito, and Y. Imanishi, Mitogenic activities of water-soluble and water-insoluble insulin conjugates, Bioconj. Chem., 8, 106-110(1997)
(16)Y. Ito, G. Chen, Y. Guan, and Y. Imanishi, Patterned immobilization of thermoresponsive polymer, Langmuir, 13, 2756-2759(1997)
(17)G. Chen, Y. Ito, Y. Imanishi, A. Magnani, S. Lamponi, and R. Barbucci, Photoimmobilization of sulphated hyaluronic acid for antithrombogenicity, Bioconj. Chem., 8, 730-734(1997)
(18)G. Chen, Y. Ito, Y. Imanishi, Micropattern-immobilization of pH-sensitive polymer, Macromolecules, 30, 7001-7003(1997)
(19)伊藤嘉浩,バイオマテリアルで細胞の遺伝子発現を制御する,生体材料,16,203-212(1998)
(20)伊藤嘉浩,高分子ゲルの微細加工,高分子加工,47,497-502(1998)
(21)Y. Ito, Tissue engineering by immobilized growth factors, Mater. Sci. Eng., C6, 267-274(1998)
(22)伊藤嘉浩,フォトリソグラフ法を用いて固体マトリックス上に固定化した成長因子,生物物理,12,37,263-264(1997)
研究制度
  • さきがけ研究21、「遺伝と変化」領域/科学技術振興事業団
研究報告資料
  • 伊藤 嘉浩. 臓器再生をめざすバイオ材料. 「さきがけ研究21」研究報告会「遺伝と変化」領域 講演要旨集(研究期間1996-1999),2000. p.5 - 17.

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