再生医療を支える、
動物由来フリーの高機能細胞培養コート材
Cell Culture Coating Material for Regenerative Medicine
海洋生物由来の接着タンパク質を基盤にデザインした組換えタンパク質 FP121 は、iPS 細胞などデリケートな細胞の接着・増殖を強力に支える培養コート材です。動物由来の原料を使わないため、ロット間変動や感染リスクの懸念を避けられます。再生医療グレードへの展開も視野に入れています。
課題と解決策
⚠ 現行技術の課題
- ✕Matrigel™ のロット間変動：マウス肉腫由来のため、動物由来のリスク（ウイルス・プリオン）の管理が必要です。臨床応用上の懸念も指摘されています。
- ✕組換えラミニン等の高コスト：代替品として普及しつつありますが、製造コストが高く、細胞種によっては接着・増殖の性能が不十分な場合があります。
- ✕浮遊細胞の接着が困難：ポリスチレン表面は疎水性が強く、浮遊細胞や一次培養細胞の固定・解析が難しいという課題があります。
✓ Novelglue (FP121) による解決
- ✓大腸菌での大量合成が可能：FP1–FP2–FP1 構造の組換えタンパク質で、スケールアップ可能な生産プロセスにより安定して供給できます。
- ✓多様な基材に強固に接着：ガラス・プラスチック・テフロンなどを湿潤下でもしっかりコートし、細胞の接着足場になります。
- ✓EGF 様活性で増殖を促進：FP2 ドメインが EGF 様活性を示し、血清がない条件でも細胞増殖を促進します（Kawakami et al., 2025）。
- ✓完全 xeno-free：動物由来の成分を含まず組成が明確なため、Chemically defined な培養系に使えます。
技術データ
以下のデータは基礎研究段階のものです。(Kawakami et al., 2025)
~83%
K562 浮遊細胞接着率
CellTak (約89%) と同等の接着性能
4.6×
HeLa 細胞増殖率
陰性対照比、無血清条件 24h
63 kPa
湿潤下引張接着力
生理的食塩水中での接着力
6ヶ月+
室温保管安定性
遮光保管でコート性能を維持
| 指標 | 値 |
|---|---|
| K562 浮遊細胞接着率 | 約 83% |
| HeLa 細胞増殖率 | 陰性対照比 約 4.6 倍 |
| 接着力 (湿潤下) | 63 kPa |
| 接着力 (乾燥表面) | 0.2 MPa |
| 長期保管性 | 室温遮光で 6 ヶ月以上 |
※ 上記は基礎研究段階のデータです。詳細は Kawakami et al. (2025) を参照。
想定用途
iPS 細胞・幹細胞の維持培養コート材
Matrigel に代わる xeno-free の基材として。ロット間変動をなくし、再現性の高い培養環境をつくる。
神経系培養細胞の接着基材
PC12・初代培養神経細胞の接着。NGF 等の分化誘導刺激を阻害しないことを確認済み。
浮遊細胞の解析プラットフォーム
K562 等の浮遊細胞をスライドガラス上に固定し、蛍光観察・フローサイトメトリー等で解析できるようにする。
3D プリンティング足場材のコート剤
ポリスチレン・PET 等の人工材料表面に細胞を接着させる用途。組織工学の足場材への展開を見込む。
科学的根拠
FP121 シリーズの設計と特性
FP121 は、ムール貝の足糸タンパク（Mussel Foot Protein; MFP）のアミノ酸配列をベースに設計されたFP1–FP2–FP1 構造の組換えタンパク質です。
DOPA（3,4-ジヒドロキシ-L-フェニルアラニン）を含む FP1 ドメインが基材への強力な湿潤接着を担い、EGF（上皮成長因子）様構造を持つ FP2 ドメインが細胞の接着・増殖促進活性を示します。
本技術の詳細な設計・特性評価については、Kawakami et al. (2025) として学術誌に報告されています。
References
- Kawakami Y., et al. Development of the FP121 series: Hybrid proteins mimicking marine adhesive proteins with cell adhesion and proliferation activity. Materials & Design, 2025.ScienceDirect →
- Aisenbrey E.A., Murphy W.L. Synthetic alternatives to Matrigel. Nature Reviews Materials, 2020, 5, 539–551.DOI →
- Ferreira L.A., et al. The future is fully defined: recombinant fragment E8 of laminin-511 is a viable xenofree alternative to Matrigel for hiPSC culture. bioRxiv, 2024.DOI →
- Choi J., et al. Sticky organisms create underwater biological adhesives driven by interactions between EGF- and GlcNAc-containing polysaccharides. Nature Communications, 2025, 16(1).DOI →
- Lee H., Dellatore S.M., Miller W.M., Messersmith P.B. Mussel-Inspired Surface Chemistry for Multifunctional Coatings. Science, 2007, 318(5849), 426–430.DOI →
- Waite J.H. Mussel adhesion — essential footwork. Journal of Experimental Biology, 2017, 220(4), 517–530.DOI →
- Maier G.P., Rapp M.V., Waite J.H., Israelachvili J.N., Butler A. Adaptive synergy between catechol and lysine promotes wet adhesion by surface salt displacement. Science, 2015, 349(6248), 628–632.DOI →
開発ステータス
現在、研究開発段階です。臨床応用・製品化の時期は未定です。
FP121 タンパク質設計・大腸菌発現系構築
組換えタンパク質の設計・発現・精製プロセスを確立。接着特性・細胞増殖促進活性を確認。
複数細胞種での性能評価
HeLa・K562・神経系細胞等での接着率・増殖率データの蓄積。最適コート条件の探索中。
基礎安全性試験
ISO10993 シリーズに基づく細胞毒性・遺伝毒性試験を実施中。
再生医療グレード品の製造プロセス確立
GMP 相当の品質管理体制の整備。共同研究パートナーと連携して推進予定。
※ 「PMDA 承認」「治験」「臨床試験」等の段階には至っておりません。本ページの情報はすべて研究開発段階のものです。