- Address
- 305-0044 茨城県つくば市並木1-1 [アクセス]
研究内容
- Keywords
酸化セリウムナノ粒子、細胞機能制御、細胞接着
出版物2004年以降のNIMS所属における研究成果や出版物を表示しています。
論文
- Tamaki Naganuma. The relationship between cell adhesion force activation on nano/micro-topographical surfaces and temporal dependence of cell morphology. Nanoscale. 9 [35] (2017) 13171-13186 10.1039/c7nr04785a
- Tamaki Naganuma. Shape design of cerium oxide nanoparticles for enhancement of enzyme mimetic activity in therapeutic applications. Nano Research. 10 [1] (2017) 199-217 10.1007/s12274-016-1278-4
- Tamaki Naganuma, Enrico Traversa. The effect of cerium valence states at cerium oxide nanoparticle surfaces on cell proliferation. Biomaterials. 35 [15] (2014) 4441-4453 10.1016/j.biomaterials.2014.01.074
会議録
- NAGANUMA, Tamaki, NAITO, Kimiyoshi, JENN-MING YANG, KAGAWA, Yutaka. POLYIMIDE NANOCOATING FOR HEALING SURFACE FLAWS OF CARBON FIBERS. PROCEEDINGS 2010 SAMPE EUROPE INTERNATIONAL CONFERENCE & FORUM. (2010) 90-95
- NAGANUMA, Tamaki, NAITO, Kimiyoshi, KYONO, Junro, Jenn-Ming Yang, KAGAWA, Yutaka. INFLUENCE OF POLYIMIDE NANOCOATING ON TENSILE STRENGTH OF CARBON FIBERS. Proceedings of SAMPE'09. (2009) 9999-1-9999-7
口頭発表
- NAGANUMA, Tamaki. Cell Adhesion Force Activation on Nano/Micro-Topographical substrates. 30th Annual Conference of the European Society for Biomaterials (ESB2019). 2019
- 長沼 環. Enhancing enzyme mimetic activity of shape-designed cerium oxide nanoparticles for therapeutic applications. Annual Conference of the European Society for Biomaterials. 2017
- 長沼 環. A novel functionalization of biomaterials: use of Ce valance states of cerium oxide nanoparticles to control cell proliferation. 10th World Biomaterials Congress. 2016
公開特許出願
- 繊維強化複合体の製造方法 (2009)
- ポリマ有機・無機又は金属積層体とその作製方法 (2009)
- 大気安定性に優れた高濃度セリウム３価を有する蛍石型アンドープ酸化セリウムナノ粒子層及びその作製方法 (2014)
所属学会
European Society for Biomaterials, Society for Biomaterials
受賞履歴
- The Tenth International Nanotechnology Conference on Communication and Cooperation (INC 10) Poster Award (2014) ()
高分子・バイオ材料研究センター
細胞機能を誘導する生体無機ナノ材料
酸化セリウム，ナノザイム，生体足場材料，幹細胞/がん組織由来細胞，細胞増殖
概要
高齢化社会に伴い医療費負担の増大が問題となる中、安全かつ低コストで治療効果の高い生体医療材料の開発が求められている。これまでに、いくつかの無機ナノ材料において、酵素活性をもつものが見出されている。しかし、これらの材料の物理化学的特性がもたらす相互作用や細胞機能への影響については、未だ不明な点も多い。そこで、ナノ材料が細胞外からもたらす細胞挙動への影響に着目し、そのメカニズムの解明に挑むことにより、細胞機能を誘導する新たな生体無機ナノ材料の創製を目指す。
新規性・独創性
● 無機ナノ材料の細胞外シグナルによる機能誘導
● 酸化セリウムの非Redoxのメカニズム探索
● 無機ナノ材料における金属イオンの安定化
内容
優れた触媒機能をもつ酸化セリウムナノ材料は、その酸化還元(Redox)反応を生かし、生体医療分野に向けた研究が進められている。
この材料は、細胞内にて、Redox反応によって複数の酵素（例えば、スーパーオキシドジスムターゼやカタラーゼ）を模した疑似酵素として働き、抗酸化効果を発現できる。そのため、人工酵素(ナノザイム)としての利用が期待されている。これまでに、Ce3+イオンの安定化や面方位制御などにより、疑似酵素作用の高効率化やスイッチング効果を見出してきた。さらに、この材料は、細胞外において、セリウム特有の価数の違いにより接着細胞の増殖挙動を大きく変化させることを可能にした。このような特性は、組織工学や再生医療における生体足場材料の表面修飾にもちいることにより、より複雑な3D人工組織の設計やがん細胞の増殖抑制に役立つと期待される。今後、このメカニズムの探索により、酸化セリウムのRedox以外の新たな機構が明らかになれば、治療効果を向上できる革新的な生体無機ナノ材料の創製につながるものと期待される。
まとめ
酸化セリウムナノ材料をもちいて、疑似酵素作用の高効率化/スイッチング効果や、セリウム価数の違いによる細胞増殖への影響について明らかにした。前者は、Redox反応が関わるが、後者は、Redox以外のメカニズムが関わる可能性がある。細胞機能に対する酸化セリウムの新たなメカニズムの理解が進めば、組織工学や治療応用に向けた革新的な生体無機ナノ材料の開発に展開できると期待される。
