糖尿病性足壊疽に対する切り札-プロタミン含有創傷被覆材の開発-

• Project/Area Number: 21K09759
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 56070:Plastic and reconstructive surgery-related
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 梅山 広勝 東北大学, 医学系研究科, 非常勤講師 (40770334)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 菅野 恵美 東北大学, 医学系研究科, 教授 (10431595) ; 丹野 寛大 東北大学, 医学系研究科, 講師 (10755664) ; 高木 尚之 東北大学, 医学系研究科, 非常勤講師 (30569471) ; 山口 賢次 東北大学, 医学系研究科, 非常勤講師 (70897892)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000); Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
• Keywords: プロタミン / 創傷治癒 / 創傷被覆材 / 細胞毒性 / エンドトキシン / 糖尿病性足壊疽 / 抗菌作用 / 創傷治癒促進

Outline of Research at the Start

糖尿病の重大な合併症の一つに糖尿病性足壊疽がある。糖尿病によって免疫力が低下し、通常治るであろう足の傷が治らず、進行してしまう病気である。
鮭の白子から抽出されるタンパク質であるプロタミンは、食品保存料として広く用いられている。また、医薬品としても血糖降下作用を延長させるものとして臨床応用されている安全性が高いタンパクである。
血糖降下作用を延長され、さらに感染に対して抗菌作用を有するプロタミンは、糖尿病性足壊疽に対して有効であると考えられる。
本研究ではプロタミンの創傷治癒促進作用に注目し、最終的に糖尿病性足壊疽に対する切り札としてプロタミン含有創傷被覆材の開発を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

サケ白子由来タンパクであるプロタミンを用いた創傷被覆剤開発を進めている。昨年度の実験で、投与濃度の検証が行われ、それに引き続いてin vitroでの解析を行なった。マウスマクロファージであるRaw264.7を用いた刺激試験で、炎症性サイトカインの産生を認めたが、プロタミン高濃度での細胞毒性による細胞死が確認された。これは、プロタミンが陽電荷であることによる細胞の吸着が進むことによる生菌作用が細胞にも影響したためと考えられた。このため、特に至適濃度での濃度での投与が重要と考えられた。さらに、C3H／HeNおよびC3H／HeJマウスから採取した骨髄由来樹状細胞の刺激試験により、HeJマウスのサイトカイン産生がキャンセルされた。これは、TLR4を介した反応によるサイトカイン産生である可能性があり、プロタミン製剤のエンドトキシン含有の可能性が示唆された。そのため、エンドスペーシーキットでエンドトキシンの定量を行なったところ、エンドトキシン含有が判明した。今後、エンドトキシン吸着を行なった上でさらなる検証を進めていく予定である。プロタミンのエンドトキシン吸着は界面活性剤TritonX-114を用いて行う予定である。さらに、除去後の活性や創傷治癒効果をこれまでと同様の方法で行う。加えて、注射用製剤である硫酸プロタミンでも創傷治癒促進効果が認められるかを検証していく予定である。投与濃度に加えて、創傷治癒促進のメカニズムを明らかにし、創傷被覆材として使用する際に必要な事柄を探求していく。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

創傷治癒促進やサイトカイン産生促進効果は確認されたものの、エンドトキシン含有が判明したため、その効果がエンドトキシンによるものなのかを確認する必要性も出てきたため。プロタミンのエンドトキシン吸着を行なった上でさらなる追加検証を行う予定である。

Strategy for Future Research Activity

プロタミンのエンドトキシン吸着は界面活性剤TritonX-114を用いて行う予定である。さらに、除去後の活性や創傷治癒効果をこれまでと同様の方法で行う。加えて、注射用製剤である硫酸プロタミンでも創傷治癒促進効果が認められるかを検証していく予定である。投与濃度に加えて、創傷治癒促進のメカニズムを明らかにし、創傷被覆材として使用する際に必要な事柄を探求していく。