コラ-ゲンの石灰化における骨非コラ-ゲン性蛋白の役割

1989 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 01571005
• Research Institution: Asahi University
• Principal Investigator: 土井 豊 朝日大学, 歯学部, 助教授 (40116067)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 下川 仁弥太 東京医科歯科大学, 歯学部, 助教授 (80014257) ; 森脇 豊 朝日大学, 歯学部, 教授 (90028738)
• Keywords: 石灰化 / コラ-ゲン / オステオネクチン / 骨グラ蛋白 / 象牙質リン蛋白 / 前駆物質 / 架橋 / アルカリフォスファタ-ゼ

Research Abstract

PH及びイオン強度が主体環境下に近い条件下で約1.7mMのβ-グリセロリン酸カルシウム溶液にアルカリフォスファタ-ゼ(50μg1ml)を作用すると、約8時間後に無機リン酸が約1.4mM生成しアパタイトの前駆物質が析出する。この系にコラ-ゲン線維(酸可溶性コラ-ゲンより再線維化)、オステオネクチン、骨グラ蛋白、象牙質リン蛋白をそれぞれ単独に導入すると、Jラ-ゲン線維の場合では、20μg〜400μg/mlの濃度範囲では何らの効果も認められず、コラ-ゲン単味にはアパタイトの核としての働きがないことが示された。非コラ-ゲン性蛋白の場合には蛋白濃度に比例して前駆物質の析出時間が遅くなり、溶液に可溶している非コラ-ゲン性蛋白はアパタイトの析出並びに成長に対して遅延効果を有することが明らかとなった。つぎに、コラ-ゲンと各蛋白の架橋体の効果を調べるにあたり、コラ-ゲンとフォスビチンの架橋体について先ず予備実験をした。その結果、この架橋体は通常の石灰化溶液中ではアパタイトの核としての働きが乏しいことが判明したが、比較的高濃度(約7mM)のβ-グリセロリン酸カルシウム溶液中では核としての働きを有することが示されつつある。詳細に調べてみると、フォスビチン存在下ではアルカリフォスファタ-ゼの活性が高くなり、単位時間に生成する無機リン酸が多くなることが明らかとなった。このようにフォスビチンは相反する効果(アパタイトの析出及び成長を阻害、アルカリフォスファタ-ゼの活性を高める)を有し、β-グリセロリン酸カルシウム溶液中ではコラ-ゲンの石灰化を助長する能力があることが示された。現在、上述の骨のコラ-ゲン性蛋白とコラ-ゲン及び非コラ-ゲン性蛋白とセファロ-スの架橋を試みつつあり、コラ-ゲンの石灰化に及ぼす非コラ-ゲン性蛋白の役割を詳細に検討している段階である。

Research Products

• [Publications] Yutaka Doi et al.: "Osteonectin Inhibiting De Novo Formation of Apatite in the Presence of Collagen" Calcif Tissue Int. 44. 200-208 (1989)
• [Publications] Yutaka Doi et al.: "Inhibition of calcium phosphate formation by Gla protein and osteonectin" Bone Metabolism.
• [Publications] Yutaka Doi et al.: "Effects of matrix proteins on formation of apatite from calcium β-glycerophosphate solutions" Calcif Tissue Int.
• [Publications] Yutaka Doi et al.: "Effects of enamel,bone and dentin matrix proteins on precipitation of calcium phasphate in agarose gel" Florence Publishers, 8 (1989)
• [Publications] Yutaka Doi et al.: "Self-setting apatite cement.New materials as canal filling and bone substitute" Materials Research Society, 6 (1989)