生体医工学部
研究活動の概要

循環器疾患の撲滅を目指し、医工学的・再生医学的手法を駆使した新たな先進的医工学領域の提言と、治療法・医療デバイスの開拓を進めている。人工血管・人工弁等の従来型外科的デバイスに、自己組織化、あるいは、自己組織誘導型機能を搭載することで、再生型かつ生涯型の新たなバイオマテリアルを開発する。また、飛躍的な広がりを見せるインターベンション治療おける高機能性デバイス研究の実用化、さらに、ペプチド医薬核酸医薬の臨床応用を支援する次世代の創薬技術の創成を進める。

工学系研究者を中心に構成されている部でありながら、センター内外の臨床医・基礎医・獣医・生化学系研究者の参画を得て、機能性材料化学と細胞・組織制御技術との融合に基づいて、循環器系疾患に対する新たな戦略開発に焦点をあて、新たな治療システムの創出をとおして若手研究者の育成にも注力する。本年度の主な具体的内容を以下に示す。

2012年の主な研究成果
  • 新たなMRI造影剤システムを開発し、移植幹細胞の生体内遊走に加えて生死割合を低侵襲的に追跡することに成功した。また、類似の造影剤によりこれまで撮像が困難であった脳毛細血管の詳細撮像に成功した。
  • 分子動的界面の構築により幹細胞の拍動心筋分化への誘導効率を飛躍的に向上させた。
  • 病因物質除去機構の新たな治療戦略DNCSをリウマチ疾患に対して応用し、病因物質を肝臓に集積し排除することに成功した。
  • 生分解性ハイドロゲルを心筋梗塞部位にインジェクトする心筋梗塞後の左心室リモデリング治療法の確立と有効性を明らかとした。
  • 内皮誘導型内腔を有する脱細胞小口径血管により2mm30cmという世界に類を見ないロングバイパスに成功した。
  • 早期・探索的臨床試験拠点整備事業の研究成果であるカバードステントのデバイス仕様の確定を行い、医師主導治験に向けた準備を着実に整えている。
  • 体内組織工学を用いて、TAVI用のステント付完全自己組織大動脈弁を開発し、ヤギ動物実験において検証を行っている。
  • 走査型触覚顕微鏡（SHM）による動脈壁断面における弾性率と密度の同時計測
研究業績
  1. Toita R., Mori T., Naritomi Y., Kang J, H., Shiosaki S., Niidome T. and Katayama Y. Fluorometric detection of protein kinase Cα activity based on phosphorylation-induced dissociation of a polyion complex. Aanalytical Biochemistry 424, 130-136, 2012.
  2. Nakayama Y. Hyperbranched polymeric "star vectors" for effective DNA or siRNA delivery. Acc Chem Res 45, 994-1004, 2012.
  3. Tsuchiya A., Asai D., Kang J. H., Mori T., Niidome T. and Katayama Y. Correlation between phosphorylation ratios by matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry analysis and radioactivities by radioactive assay. Analytical Biochemistry 421, 773-775, 2012.
  4. Katoh N., Kawaguchi A, T., Kishida A. and Yamaoka T. Static Cardiomyoplasty with Synthetic Elastic Net Suppresses Ventricular Dilatation and Dysfunction after Myocardial Infarction in the Rat - A Chronic Study -. Artificial Organs, 2012.
  5. Munisso M. C., Kang J. H., Tsurufuji M. and Yamaoka T. Cilomilast enhances osteoblast differentiation of mesenchymal stem cells and bone formation induced by bone morphogenetic protein 2. Biochimie 94, 2360-5, 2012.
  6. Toita R., Murata M., Tabata S., Abe K., Narahara S., Piao J. S., Kang J. H. and Hashizume M. Development of human hepatocellular carcinoma cell-targeted protein cages. Bioconjug Chem 23, 1494-501, 2012.
  7. Iwai R., Kusakabe S., Nemoto Y. and Nakayama Y. Deposition Gene Transfection Using Bioconjugates of DNA and Thermoresponsive Cationic Homopolymer. Bioconjugate Chemistry 23, 751-757, 2012.
  8. Agudelo C. A., Tachibana Y., Hurtado A. F., Ose T., Iida H. and Yamaoka T. The use of magnetic resonance cell tracking to monitor endothelial progenitor cells in a rat hindlimb ischemic model. Biomaterials 33, 2439-2448, 2012.
  9. Kang J. H., Toita R., Kim C. W. and Katayama Y. Protein kinase C (PKC) isozyme-specific substrates and their design. Biotechnology Advances 30, 1662-1672, 2012.
  10. Kitazaki H., Mori T., Kang J. H., Niidome T., Murata M., Hashizume M. and Katayama Y. A colorimetric assay of protein kinase activity based on peptide-induced coagulation of gold nanorods. Colloids Surf B Biointerfaces 99, 7-11, 2012.
  11. Murata M., Narahara S., Umezaki K., Toita R., Tabata S., Piao J. S., Abe K., Kang J. H., Ohuchida K., Cui L. and Hashizume M. Liver cell specific targeting by the preS1 domain of hepatitis B virus surface antigen displayed on protein nanocages. Int J Nanomedicine 7, 4353-62, 2012.
  12. Toita R., Kang J. H., Tomiyama T., Kim C. W., Shiosaki S., Niidome T., Mori T. and Katayama Y. Gene carrier showing all-or-none response to cancer cell signaling. J Am Chem Soc 134, 15410-7, 2012.
  13. Kakinoki S., Yui N. and Yamaoka T. Platelet responses to dynamic biomaterial surfaces with different poly(ethylene glycol) and polyrotaxane molecular architectures constructed on gold substrates. J Biomater Appl, 2012.
  14. Tsuchiya A., Naritomi Y., Kushio S., Kang J. H., Murata M., Hashizume M., Mori T., Niidome T. and Katayama Y. Improvement in the colloidal stability of protein kinase-responsive polyplexes by PEG modification. J Biomed Mater Res A 100, 1136-41, 2012.
  15. Kang J. H., Tachibana Y., Obika S., Harada-Shiba M. and Yamaoka T. Efficient reduction of serum cholesterol by combining a liver-targeted gene delivery system with chemically modified apolipoprotein B siRNA. J Control Release 163, 119-24, 2012.
  16. Agudelo C.A., Tachibana Y. and Yamaoka T. Synthesis, properties, and endothelial progenitor cells labeling stability of dextranes as polymeric MRI contrast agents. Journal of Biomaterials Applications, 2012.
  17. Kakinoki S., Seo J, H., Inoue Y., Ishihara K., Yui N. and Yamaoka Tetsuji. A large mobility of hydrophilic molecules at the outmost layer controls the protein adsorption and adhering behavior with the actin fiber orientation of human umbilical vein endothelial cells (HUVEC). Journal of biomaterials science, polymer edition, 2012.
  18. Yamamoto Tsuyoshi, Harada-Shiba Mariko, Nakatani Moeka, Wada Shunsuke, Yasuhara Hidenori, Narukawa Keisuke, Sasaki Kiyomi, Shibata Masa-Aki, Torigoe Hidetaka, Yamaoka Tetsuji, Imanishi Takeshi and Obika Satoshi. Cholesterol-Lowering Action of BNA-based Antisense Oligonucleotides Targeting PCSK9 in Atherogenic Diet-Induced Hypercholesterolemic C57BL/6J Mice. MOLECULAR THERAPY－NUCLEIC ACIDS, 2012.
  19. Wada S., Obika S., Shibata M., Yamamoto T., Nakatani M., Yamaoka T., Torigoe H. and Harada Shiba, M. Development of a 2’,4’-BNA/LNA based siRNA for dyslipidemia and assessment of the effects of its chemical modifications in vivo. Molecular Therapy-nucleic Acids, 2012.
  20. Hashimoto T., Kawazu T., Nagasaki T., Murakami A. and Yamaoka T. Quantitative comparison between poly(L-arginine) and poly(L-lysine) at each step of polyplex-based gene transfection using a microinjection technique. Science and Technology of Advanced Materials 13, 2012.
  21. Seo J. H., Kakinoki S., Inoue Y., Yamaoka T., Ishihara K. and Yui N. Designing dynamic surfaces for regulation of biological responses. Soft Matter 8, 5477-5485, 2012.
  22. 山岡 哲二. ファイバー材料と再生医療. ナノファイバー実用化技術と用途展開の最前線, 107-115, 2012.
  23. 山岡 哲二. 第９回世界バイオマテリアル会議. バイオマテリアル‐生体材料‐ 30, 216-218, 2012.
  24. 中山 泰秀. 体内で作るバイオマテリアル. 化学工業 163, 64-73, 2012.
  25. 山岡 哲二, 柿木 佐知朗, 馬原 淳. バイオロジカルスキャホールドと脱細胞組織. 再生医療叢書２組織工学, 91-121, 2013.
  26. 山原 研一, 中山 泰秀, 寒川 賢治. 国立循環器病研究センターの再生医療研究の現状に関して. 循環器病研究の進歩 XXXIII, 74-81, 2012.
  27. 山岡 哲二, 馬原 淳. 脱細胞化技術による再生型人工血管の開発. 循環器病研究の進歩 33, 56-63, 2012.
  28. 馬原 淳, 山岡 哲二. 幹細胞. 人工臓器は、いま, 515-525, 2012.
  29. 山岡 哲二. 細胞が働く環境.　. 人工臓器は、いま, 527-537, 2012.
  30. 馬原 淳, 山岡 哲二. 幹細胞分離カラム. 先端バイオマテリアルハンドブック, 332-335, 2012.
  31. 山下 敦, 山岡 哲二. 幹細胞文化誘導型バイオマテリアル. 先端バイオマテリアルハンドブック, 296-299, 2012.
  32. 橘洋一, 山岡 哲二. 細胞追跡用バイオマテリアル. 先端バイオマテリアルハンドブック, 508-510, 2012.
  33. 山岡 哲二, 藤里 俊哉. 脱細胞組織. 先端バイオマテリアルハンドブック, 322-326, 2012.
  34. 柿木 佐知朗, 山岡 哲二. 免疫と炎症. 先端バイオマテリアルハンドブック, 31-46, 2012.
  35. 山岡 哲二, 柿木 佐知朗. 再生医療のための繊維材料修飾とその評価. 繊維と工業 68, 314-318, 2012.
  36. 中山 泰秀, 田地川 勉, 西 正吾. 脳動脈瘤治療用の多孔化カバーステント開発における孔設計の重要性. 循環器病研究の進歩 XXXIII, 64-73, 2012.