生体分子を有するポリマーの疎水性相互作用を利用した特異な細胞接着基質の構築

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14045209
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 畑中 研一 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (70167584)
• 研究分担者: 粕谷 マリアカルメリタ 東京大学, 生産技術研究所, 助手 (30334361)
• キーワード: 糖鎖ポリマー / 細胞接着 / 糖転移酵素 / ウリジン / 繊維芽細胞 / α-ラクトアルブミン / 分子認識

研究概要

細胞膜表面のガラクトース転移酵素を介した細胞接着や細胞移動などを引き出すために、ポリスチレン上にウリジン、ガラクトース、N-アセチルグルコサミンを配し、それらのポリマーおよびコポリマー上での細胞機能を調べた。ガラクトース転移酵素を細胞膜表面に有する3T3-L1線維芽細胞は、ウリジンを有するポリスチレン上に強く接着した。これに対して、ガラクトースを有するポリスチレンやN-アセチルグルコサミンを有するポリスチレン上には接着しなかった。一方、3T3-NIH線維芽細胞では、ウリジンを有するポリスチレン上に強く接着するほか、N-アセチルグルコサミンを有するポリスチレン上にも接着した。生体内において細胞外マトリックス上のN-アセチルグルコサミンに細胞接着が起こることから考えて、3T3-NIH細胞のほうが正常な振る舞いであると思われる。そこで、3T3-L1細胞の細胞接着評価系の培地中にUDPを共存させたところ、N-アセチルグルコサミンを有するポリスチレン上にも3T3-L1細胞が接着するようになった。このことは、UDPがガラクトース転移酵素のコンホメーションを変化させ、N-アセチルグルコサミンに対する親和性を向上させたものと考えられる。可溶化したガラクトース転移酵素のN-アセチルグルコサミンに対する親和性がウリジンによって増大することからも、細胞表面のガラクトース転移酵素が細胞接着に関っていることがわかる。
グルコースを有するポリスチレン表面への3T3-L1細胞の接着は、N-アセチルグルコサミンを有するポリマーの場合と比較して劣った。しかしながら系内にα-ラクトアルブミン(10^<-5>mg/ml)が存在すると、細胞は仮足を伸ばしてよく接着するようになった。α-ラクトアルブミン濃度が1mg/ml以上では、再び丸くなって接着細胞数が減少した。また、グルコースを有するポリスチレン表面に対しては、UDPの添加によっても同様の効果が観察された。即ち、10^<-4>mMのUDP存在下において、3T3-L1細胞は仮足を伸ばして良く接着した。

研究成果

• [文献書誌] M.C.Z.Kasuya, K.Hatanaka et al.: "Fluorous-tagged compound : a viable scaffold to prime oligosaccharide synthesis by cellular enzymes"Biochem.Biophys.Res.Commun.. 316. 599-604 (2004)
• [文献書誌] K.Katsuraya, K.Okuyama, K.Hatanake et al.: "Constitution of konjac glucomannnan : chemical analysis and 13C NMR spectroscopy"Carbohydr.Polym.. 53. 183-189 (2003)
• [文献書誌] A.Kai, M.Kikawa, K.Hatanaka et al.: "Biosynthesis of hetero-polysaccharides by Pestalotiopsis microspora from various monosaccharides as carbon sorce"Carbohydr.Polym.. 54. 381-383 (2003)
• [文献書誌] 石原一彦, 畑中研一, 山岡哲二, 大矢裕一: "バイオマテリアルサイエンス"東京化学同人. 206 (2003)