組織再生を目指したペプチドによる材料表面設計の研究

• 研究課題/領域番号: 21K16379
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分55010:外科学一般および小児外科学関連
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 牧田 智 名古屋大学, 医学部附属病院, 病院助教 (20718415)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2023-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2022年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2022年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円); 2021年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: ペプチド修飾 / 筋線維芽細胞 / 線維化 / 癒着 / 組織再生 / ペプチド / 細胞アッセイ / 臓器損傷モデル

研究開始時の研究の概要

現在、外科手術で用いられている非生体吸収性の補強材料は、強固で癒着防止の機能があるが、違和感や疼痛があったり、異物として感染源となったり、成長によって位置がずれるという欠点がある。一方で生体吸収性補強材の場合は、異物反応を起こさない強みがあるが、機械的特性が不十分だったり、非選択的な接着性により重要な臓器への癒着が起こるなどの課題がある。
このような課題が生じる要因として、材料周囲の細胞に対する制御が不十分であると考え、本研究では、細胞の接着・増殖・分化の制御に関わる細胞外マトリックスタンパク質に着目し、その配列中の機能部位であるペプチドを新規アプローチとして考えた。

研究成果の概要

本研究では、線維化を抑制し、組織再生を促進させる新規ペプチド候補のスクリーニングを行い、候補ペプチドの線維化・癒着の評価を行うためのin vitro/in vivoモデルを構築した。具体的には、配列の単純な短鎖ペプチド（アミノ酸trimer）20種類を配したペプチド修飾アレイを用いて、筋線維芽細胞分化抑制ペプチドのスクリーニングを行い、様々なペプチド修飾表面によって筋線維芽細胞の分化を制御できる可能性が示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

外科手術で用いられる非生体吸収性の補強材料は強固で癒着防止の機能があるが、違和感や疼痛があったり、異物として感染源となったり成長によって位置がずれたりする欠点がある。一方生体吸収性補強材の場合は、異物反応を起こさない強みがあるが、機械的特性が不十分で、非選択的な接着性により重要な臓器への癒着が起こるなどの課題がある。このような課題が生じる要因に、材料周囲の細胞に対する制御が不十分さが考えられる。本研究により、ペプチド修飾表面により筋線維芽細胞の分化を制御できる可能性が示唆された。足場材料の表面設計により細胞を制御することで、線維化・癒着を抑制する効果を有する治療用材料開発に繋がると期待できる。