機能性ペプチドSVVYGLRの修飾とその担体材料への固定による骨組織再生への応用

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14207084
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 高橋 純造 大阪大学, 大学院・歯学研究科, 教授 (80029149)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松本 卓也 大阪大学, 大学院・歯学研究科, 助手 (40324793) ; 寺岡 文雄 大阪大学, 大学院・歯学研究科, 講師 (00099805) ; 荘村 泰治 大阪大学, 大学院・歯学研究科, 助教授 (10154692)
• Keywords: 機能性ペプチド / 血管新生 / 担体材料 / SVVYGLR / 骨再生

Research Abstract

SVVYGLRはアミノ酸7残基からなるオリゴペプチドで、インテグリンα9β1と特異的に結合するドメインとしてオステオポンチン中に見つけられた。オリゴペプチドはその免疫原性や合成コストなどの点から考えて非常に有望な薬品となりうる。最近、我々はこのペプチド単体がin vitroで血管内皮細胞の管腔形成能を促進すること、in vivoで血管新生を高度に誘導することを確認した。そこで、我々は本研究を通してこのペプチドのさらなる効果向上および臨床的に有効な応用方法の確立を目的に研究を遂行している。
アミノ酸7残基のうちでもっとも有効となるアミノ酸を確認するためアラニンで1残基ずつ置換したペプチドを固相合成法にて合成、溶解し、チャンバーに入れた状態でマウス背部皮下に埋入した(Alanine Scan Assay)。このチャンバーは両側がメンブレンフィルターで挟まれており、埋入部皮下にてペプチド溶液が徐放される構造を持っている。1週間後、上皮ごと切りだし光学顕微鏡下で観察したところ、SVVYGLR配列中の4番目のYが置換されることで有意に血管新生能が低下することが明らかとなった。さらにこの7残基中で有効なアミノ酸配列部位を特定するため、N末端、C末端から1つずつアミノ酸を取り除いていったペプチドを合成し、その血管新生能を検討したところSVVYGLおよびVVYGLRでは血管新生能を保持したが、それ以上削減されたペプチドでは血管新生能を示さないことが明らかとなった。
このペプチドを高率よく利用するうえで、高機能化した生体材料との複合化は有効な手段である。ハイドロキシアパタイトナノ粒子やプラズマ処理したポリ乳酸表面に静電的相互作用によりタンパク質を結合できることを確認し、また、これら材料を強制的に分解されることで材料の分解にともなうタンパク質の放出が確認できた。このような技術をペプチドに応用されることで、より有効なペプチド効果の発現が期待できる。

Research Products

• [Publications] Taira M., Takahashi J.: "Cellular Reactions to polylactide-based sponge and collagen gel in subcutaneous tissue"Journal of Oral Rehabilitation. 30. 106-109 (2003)
• [Publications] Matsumoto T., Okazaki M., Takahashi J.: "Biodegradation of carbonate qpatite/collagen composite membrane and its controlled release of carbonate apatite"Journal of Biomedical Materials Research. 60. 651-656 (2002)
• [Publications] Yamazaki Y., Okazaki M., Takahashi J.: "Synthesis of functionally graded MgCO3 apatite accelerating osteoblast adhesion"Journal of Biomedical Materials Research. 62. 99-105 (2002)
• [Publications] Tamasaki, H., Sohmura, T., Takahashi, J.: "Febrication of biodegradable porous poly(L-lactic acid) scaffold by extrusion foaming method with blowing agent"Tissue Engineering. 8・6. 1170 (2002)
• [Publications] Sohmura, T., Takahashi, J.: "Integration of 3D shape of face and dentition measured by laser scanner"Dental Materials Transaction. 16. 306 (2002)