大腸菌由来ヒトリコンビナント骨形成因子変種による骨誘導

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12470437
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 別所 和久 京都大学, 医学研究科, 助手 (90229138)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 飯塚 忠彦 京都大学, 医学研究科, 教授 (80026921)
• Keywords: 骨形成因子 / サイトカイン / 遺伝子組み換え / 単離精製 / 大腸菌 / 骨誘導 / 骨形成 / 生物検定

Research Abstract

大腸菌を用いたrhBMP-2作製法では、CHO細胞などのを用いる方法に比べ、非常に安価で容易に大量生産することが可能になり、臨床使用へ向け大きな前進を遂げることになる。本年度は、計画に従い、大腸菌由来のrhBMP-2の調整および活性検定を行った。
CO_2インキュベーター内で、大腸菌にrhBMP-2を発現させ、培養液中のすべての蛋白質から、rhBMP-2を単離精製した。精製したrhBMP-2をタイプIコラーゲン(徐放系となり得る担体)と混合、凍結乾燥した後、円板状に成形した。この円板をラット下腿部筋肉内に埋入し、21日後に屠殺することにより、生物検定(軟X線学的、組織学的、生化学的)を行った。対照としては、CHO細胞由来のrhBMP-2を用い、同様に埋入物を作成し、同じように生物検定を行い、比較検討に用いた。
軟X線学的、組織学的所見より、われわれの単離精製した大腸菌由来rhBMP-2はCHO細胞由来rhBMP-2と同様に、ラット下腿部筋肉内に骨組織を誘導した。また、生化学的な定量検定により、この大腸菌由来rhBMP-2がCHO細胞由来rhBMP-2に劣らぬ骨誘導活性を持つことが分かった。
哺乳類以外の細胞で、活性型二量体のrhBMP-2を作製することは不可能とされていたが、今回、大腸菌で作成したrhBMP-2の骨誘導活性を生物検定で確認できた。また、その活性はCHO細胞由来のrhBMP-2に劣らないことから、臨床使用の可能性が示唆された。

Research Products

• [Publications] Yasunori Okubo,Kazuhisa Bessho, et al.: "Osteoinduction by Recombinant Human Bone Morphogenetic Protein-2 at Intramuscular, Intermuscular, Subcutaneous and Intrafatty Sites."International Journal of Oral and Maxillofacial Surgery. 29. 62-66 (2000)
• [Publications] Yasuzo Konishi,Kazuhisa Bessho, et al.: "Bone Induction by Escherichia Coli-Derived Recombinant Human Bone Morphogenetic Protein-2 Variant with Collagen as a Carrier."Dentistry in Japan. 36. 66-68 (2000)
• [Publications] Yasunori Okubo,Kazuhisa Bessho, et al.: "Effect of Elcatonin on Osteoinduction by Recombinant Human Bone Morphogenetic Protein-2."Biochemical and Biophysical Research Communications. 269. 317-321 (2000)
• [Publications] Kazuhisa Bessho,Yasuzo Konishi, et al.: "Bone Induction by Escherichia Coli-derived rhBMP-2 Compared with Chinese Hamster Ovary Cell-derived rhBMP-2."British Journal of Oral and Maxillofacial Surgery. 38. 645-649 (2000)
• [Publications] Yasunori Okubo,Kazuhisa Bessho, et al.: "Osteogenesis by Recombinant Human Bone Morphogenetic Protein-2 at Skeletal Sites."Clinical Orthopaedics and Related Research. 375. 295-301 (2000)
• [Publications] Kenji Kusumoto,Kazuhisa Bessho, et al.: "The Effect of Blood Supply in Muscle and an Elevated Muscle Flap on Endogenous Tissue Engineered Bone by rhBMP-2 in the Rat."Annals of Plastic Surgery. 45. 408-414 (2000)
• [Publications] 別所和久,飯塚忠彦: "先端医療シリーズ・歯科医学1,歯科インプラント"先端医療技術研究所. 447 (2000)
• [Publications] Kazuhisa Bessho,Joo L.Ong, et al.: "Biomaterials and Bioengineering Handbook"Marcel Dekker, Inc.. 920 (2000)