骨の細胞活性をコントロールする合成細胞接着ペプチドのデザイン

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08672114
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 藤沢 隆一 北海道大学, 歯学部, 助手 (40190029)
• キーワード: 細胞接着 / 骨 / ハイドロキシアパタイト / RGDペプチド / インテグリン

研究概要

1.ミネラル結晶結合ペプチドの合成
骨中に存在する、多くのハイドロキシアパタイト結晶結合タンパク質の共通配列として、ハイドロキシアパタイト結合性を持つアミノ酸配列を推定した。その結果、酸性アミノ酸の連続配列が、この配列に相当することが予想された。そこで、AspまたはGluの連続配列よりなるペプチドを化学的に合成して、そのハイドロキシアパタイトとの親和性について測定した。これらのペプチドはこの結晶に吸着して、その吸着性はこれらの酸性アミノ酸を他のアミノ酸に置き換えると減少した。また、これらのペプチドを任意のタンパク質に結合させると、そのタンパク質の結晶に対する親和性が上昇した。したがって、これらの連続配列がミネラル結晶結合部位を構成すると考えられる。
2.ペプチドによる細胞接着実験
Gluの連続配列と、既知の細胞接着配列であるArg-Gly-Aspをともに含むペプチドを合成した。このペプチドはアパタイト結晶に対して親和性を示した。このペプチドで合成ハイドロキシアパタイト結晶をコートして、それに対する骨芽細胞様細胞(MC3T3-E1)の接着について検討した。この細胞は未処理のアパタイト結晶には接着しなかった。これに対して、ペプチドでコートした結晶にはこの細胞はよく接着し、結晶表面で伸展した。この細胞接着促進効果は骨の細胞接着タンパク質に匹敵した。また、この効果は過剰のRGDSペプチドによって阻害された。したがって、今回合成したペプチドは、Gluの連続配列によってアパタイト結晶に吸着し、細胞接着配列を結晶表面に露出させ、そこにインテグリン・リセプターを介して細胞を接着させたと考えられる。

研究成果

• [文献書誌] Fujisawa, R., Nodasaka, Y. & Kuboki, Y.: "Acidic amino acid-rich sequences as binding sites of osteonectin to hydroxyapatite crystals." Biochim. Biophys. Acta. 1292. 53-60 (1996)
• [文献書誌] Wada, Y., Fujisawa, R., Nodasaka, Y., Kuboki, Y: " Electrophoretic gels of dentin matrix proteins as diffusion media for in vitro mineralization." J. Dent. Res.75. 1381-1387 (1996)
• [文献書誌] Takagi, T., Fujisawa, R., Akao, M., Kikuchi, M, et al.: "Effects of bovine amelogenin and enamelin on in vitro mineralization in gel." J. Hared Tissue Biol.5. 15-22 (1996)
• [文献書誌] Mizuno, M., Fujisawa, R., Kuboki, Y.: "Bone chondroadherin promotes attachment of osteoblastic cells to solid-state substrate and shows affinity to collagen." Calcif. Tissue Int.59. 163-167 (1996)
• [文献書誌] Fujisawa, R., Mizuno, M., Nodasaka, Y., Kuboki, Y.: "Attachment of Osteoblastic cells to Hydroxyapatite Crystals by a Synthetic Peptide (E7PRGDT) Containing Two Functional Sequences of Bone Sialoprotein" Matrix Biology. (in press).
• [文献書誌] Fujisawa, R., Mizuno, M., Nodasaka, Y. Kuboki, Y.: "Peptide Chemistry 1995" Protein Research Foundation, 4 (1996)