細胞培養に有用な再構成マトリックスの調製

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07558249
• Section: 試験
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 林 利彦 東京大学, 大学院・総合文化研究科, 教授 (60090528)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 水野 一乗 東京大学, 大学院・総合文化研究科, 助手 (70251337) ; 今村 保忠 東京大学, 大学院・総合文化研究科, 助手 (40201339)
• Keywords: I型コラーゲン / IV型コラーゲン / V型コラーゲン / ゲル / コラーゲンゲル / コラーゲン線維 / 線維芽細胞 / 細胞基質

Research Abstract

本研究は細胞培養基質として有用な細胞外マトリックス超分子構造体の形成を目指しているが、本年度は以下のような点にさらに有用な知見が得られた。1.ヒト胎盤よりペプシン処理により可溶化したV型コラーゲンをヘバリンカラムにて精製し、α3(V)鎖を含むV型コラーゲン亜型とα3(V)鎖を含まない亜型とに分別することに成功した。これらから再構成を試み、条件は異なるがどちらも横紋構造を有する細い線維を再構成した。バ-クらはペプシンによって切断される非コラーゲンらせんドメインが線維の径を細くする上で重要との仮説を提出しているが、本研究によりV型コラーゲンのらせん構造にその機能があることが証明された。一方、バ-クらは横紋周期はペプシン処理しないV型コラーゲンからは形成されないとしてきた。そこで、ウシ角膜よりペプシンを用いずにV型コラーゲンコラーゲンを抽出し、再構成会合体を形成したところ、横紋周期を有する細い線維が得られた。V型コラーゲン分子あるいはポリペプチド鎖は内皮細胞などに抗接着作用を有するとの報告があるが、V型コラーゲン会合体を細胞基質に用いた研究は報告されていない。現在、検討中である。2.ウシレンズカプセル由来のIV型コラーゲンからゲルを作成することが出来た。肝臓由来の星細胞を異る基質上(プラスチック上、I型コラーゲン、IV型コラーゲン分子上、I型コラーゲンゲル上、マトリジェル上、IV型コラーゲンゲル上)で培養したところ、細胞の形態、細胞間の結合形成において、IV型コラーゲンだけが生体内の星細胞の形態に近い細胞形態を形成させる基質であることが分かった。3.ヒト胎児肺由来の線維芽細胞はIV型コラーゲンおよび血清の存在下培養の初期にはらせん構造をしていないIV型コラーゲンα1(IV)を産生する。これらを単離し、性状を明らかにした。産生の機構について検討したところ、I型コラーゲンゲル上では両タンパク質ともその産生が著しく抑えられた。

Research Products

• [Publications] Masao Iwata: "The 160k α1(IV)chin,a short form of type IV collagen polypeptide,of bovine lens capsule retains the NCl domain" J.Biochem.120. 133-137 (1996)
• [Publications] Kazunori Mizuno: "Separation of the sublypes of type V collagen molccules,[α1(V)]_2α2(V)and a1(V)α2(V)α3(V),by chain composition-dependent affinity for heparin" J.Biochem.120. 934-939 (1996)
• [Publications] Koichi Nakazato: "Gelation of the lens capsule type IV collagen solution at a neutral pH" J.Biochem..120. 889-894 (1996)
• [Publications] Keiko Sakai: "Conformational change precedes the formation of multimeric fibronectin" j.Biochem,. 119. 58-62 (1996)
• [Publications] Masatoshi Muraoka: "Gel Fomation from the Type IV Collagen from Bovine Lens Capsule in Guanidine-HCl and Dithothreitol" J.Biochem.,. 119. 167-172 (1996)
• [Publications] Eijiro Adachi: "Aggregates of collagen IV prepared from normal tissues are composed of 16 nm-sided polygons" J.Electron Microscopy.(in press). (1997)
• [Publications] Seiichiro Takahashi: "Possible Production of Type XVIII Collagen by Fetal Lung Fibroblast" Matrix Biology. 15. 159 (1996)
• [Publications] Keiko Sakai: "Specific Function of the Multimeric Fibronecin Formed in vitro as Revealed by the Interaction with IIT1080 Cclls" Matrix Biology. 15. 157 (1996)
• [Publications] Tasuku Sasaki: "Evidcnce for Extracellular Processing of Type IV Collagen alpha Chains in Human Fibroblast Culture" Matrix Biology. 15. 158 (1996)
• [Publications] Motohiro Hirose: "Multimeric Fibronectin Showed a Potent Inhibition on the Differentiation of ST13 into Adipocyte" Matrix Biology. 15. 158 (1996)
• [Publications] Msayuki Yamato: "Dispersed Distribution of α2β1 Integrin on the Entire Surface of Elogated Human Fibroblasts Cultured in Three-dimensional Collagen Gel" Matrix Biology. 15. 159 (1996)
• [Publications] 中里浩一: "細胞培養ゲル,“ゲルハンドブック"" (長田義仁、梶原莞爾編)、エヌ・ティー・エス(in press), (1997)
• [Publications] 圷信子: "老化と細胞外マトリックス、“細胞外マトリックス"" (渡辺、岡崎編)、メディカルレビュー社、東京・大阪, 9 (1996)
• [Publications] Eijiro Adachi: "Basement-membrane stromal relationships.Interactions between Collagen Fibrils and the Lamina densa" Internat.Rev.of Cytology,173 Academic Press,San Diego(in press), (1997)
• [Publications] 今村保忠: "細胞外マトリックスの会合 細胞接着研究の最前線 シグナル伝達から癌転移への関与まで、" 佐邊、月田編、実験医学増刊Vol.14,No.17, 8 (1996)
• [Publications] 中里浩一: "生体材料としての細胞外マトリックス“生体材料工学"" (砂本順三、岡野輝男、松田武久編)生物工学基礎コース15巻、丸善、東京(in press), (1997)
• [Publications] 林 利彦: "細胞外マトリックス総論“細胞接着分子"" (竹市・宮坂編)東京化学同人、東京, 5 (1996)
• [Publications] 大和雅之: "コラーゲン、“細胞接着分子"" (竹市・宮坂編)東京化学同人、東京, 5 (1996)
• [Publications] 今村保忠: "コラーゲンファミリー細胞接着 BioScience用語ライブラリー" 宮坂昌之、矢原一郎編、羊土社,東京, 8 (1996)