Search for biodegradable scaffolding materials of bones and ligaments in growth and medicine and creation of fusion proteins

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15K15559
• Research Institution: National Center for Child Health and Development
• Principal Investigator: 高山 真一郎 国立研究開発法人国立成育医療研究センター, 臓器・運動器病態外科部, 部長 (40138045)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 梅澤 明弘 国立研究開発法人国立成育医療研究センター, 再生医療センター, 副所長/再生医療センター長 (70213486)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 小児運動器学 / キメラタンパク質 / 再生医療 / 生分解性材料

Outline of Annual Research Achievements

我々は細胞外マトリックスの代表的な細胞接着タンパクであるファイブロネクチンの持つコラーゲンへの高い結合性に注目した。本研究は骨形成タンパクの一つであるBone morphogenic protein 4( BMP-4 )にファイブロネクチンのコラーゲン結合領域を融合させたキメラタンパクを作製し、コラーゲン複合化合成高分子担体へ結合させることで培養担体の持つ利点を生かしたまま、成長因子の供給も行うことのできるインテリジェント再生足場材料の開発を行った。生体吸収性合成高分子であるポリグリコール酸-ポリ乳酸共重合体(PLGA)からなるニットメッシュにアテロ化コラーゲンのマイクロスポンジを真空凍結乾燥法にて複合化させグルタールアルデヒド架橋を行った。また、メッシュの空隙をコラーゲンの網目で覆うことで細胞に対する親和性と表面積の増大を図った。シート上のキメラタンパク局在は生体外にて免疫組織学的に評価するとともに培養液中へのタンパク放出程度をファイブロネクチンの継時的なELISA法により推定した。キメラ化BMP-4の機能確認は培養未分化骨髄間質細胞へのキメラタンパクの添加および複合化シートへの細胞播種実験により、骨分化マーカー遺伝子の発現、alkaline phosphatase活性の定量にて行った。