細胞接着性オリゴペプチドで修飾した高分子の設計と材料の生理活性評価

1992 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 04205072
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 林 壽郎 京都大学, 生体医療工学研究センター, 助教授 (90026089)
• キーワード: 細胞接着性オリゴペプチド / 細胞接着阻害効果 / 位相差顕微鏡 / 細胞接着性人工材料 / ペプチド液相合成

研究概要

本研究の目的は、細胞接着性オリゴペプチド、Arg-Gly-Asp-X(X=Ser,Val,Thr)(RGDX)およびTyi-Ile-Gly-Ser-Arg(YIGSR)を人工的に合成し、それ自身および高分子グラフト化物による各種細胞の基質への接着阻害効果と、各種オリゴペプチドを生体適合性に優れた不溶性高分子材料表面に化学固定したハイブリッド化材料に対するタンパク質、細胞の吸着・接着特性を実験的に評価することである。
本年度においても、各種オリゴペプチドの合成は液相法を採用し、前年度と同様に、ペプチド延長法としてフラグメント縮合法を用い、DCO法、活性エステル法、アジド法を用いた。
エチレン-アクリル酸共重合体(EAA)膜表面にカルポジイミド法により各種オリゴペプチドをN末端固定(共有結合)し、チャイニーズ・ハムスター卵巣細胞CHO-K1、ラット腎細胞NRK、ヒト表皮腫瘍細胞A431、Hela-S3、RLC-16などの各種細胞の軍着挙動を調べた。RGDXおらびYIGSRでは、いずれも、活性化EAA膜自身のみおよびRGDの細胞付着率に比較して接着初期段階から高い接着効果が得られた。YIGSRのC末端をアミド化するとさらに高い接着率が得られた。一方、所定濃度の各種細胞を播種し、それぞれのオリゴペプチドを細胞懸濁液に添加し、培養ディッシュ中で培養した後、付着実験と同様の操作により細胞の基質接着阻害効果を位相差顕微鏡で観察した。この場合にも、RGDXはRGDよりも高い阻害効果が認められた。オリゴペプチドを水溶性高合子にグラフト化させて得られた複合体による比較実験を行ったが、これまでのところ、予期されるような高分子効果は得られていない。細胞認識部位であるRGDXの第4番目アミノ酸の存在の有効性を検討するために、分子力場法によるRGDXのコンホメーション解析を行い、モデル計算から主鎖構造を推定した。

研究成果

• [文献書誌] Toshio Hayasi: "Papain immobilization onto porous poly(P-methyl L-glu-temate)beads" J.Appl.Polym.Sci.44. 143-150 (1992)
• [文献書誌] Toshiyuki Okada: "Degradation of collagen suture in vitro and in vivo" Biomaterials. 13. 448-454 (192)
• [文献書誌] Yoshiaki Hirano: "Liwuid-phase synthesis and cell attachment activity of bioactive pentapeptida YIGSR" Polymer J.24. 465-472 (1992)
• [文献書誌] Toshio Hayashi: "Polymer microspheres as carriers of the immobilized enzymes" Die Makromol.Chem.(1993)
• [文献書誌] Toshio Hayashi: "Biodegradation of random copolypeptide membranes con-sisting of N-hydroxyalkyl L-glutamine as one component" Biomaterials. (1993)
• [文献書誌] Yasuko Iizuka: "Enymatic hydrolysis of multi-coponent random copoly-peptides in vitro" Polymer J.25. 285-290 (1993)
• [文献書誌] Toshio Hayashi: "Synthesis and properties of charged copolypeptide mem-branes as biodegradable materials" Polymer J.25. (1993)
• [文献書誌] Toshio Hayashi: "Immobilization of thiol proteases onto porous poly(vinyl alcohol)beads" Polymer J.25. (1993)
• [文献書誌] Toshio Hayashi: "Lipoprotein lipase immobilization onto porous poly(vinyl alcohol)beads" J.Appl.Polym.Sci.(1993)
• [文献書誌] Yoshiaki Hirano: "Cell-attachment activities of surface immobilized oligo peptides,RGD,RGDS,RGDV,and YIGSR toward five cell lines" J.Biomater.Sci.Polymer Edn.(1993)
• [文献書誌] 飯塚 靖子: "機能性材料としてのポリペプチドの分子設計-システィン残基を含むポリペプチドの新合成法" 高分子論文集. (1993)
• [文献書誌] 林 壽郎: "医療用接着剤の開発と試験・評価(分担執筆)「接着および粘着試験と評価技術」" 技術情報協会, 220 (1992)
• [文献書誌] 林 壽郎: "糖質エンジニアリングと製品化丞術(分担執筆)" サイエンスフォーラム, 303 (1993)