研究課題
本研究は、超高分子DNAの特性を生かしたサイトカイン・細胞接着タンパク質共役型DNAスキャフォールド材を開発することが目的である．すなわち，DNA自体に骨形成促進機能があり，超高分子であるので添加量を調整し，水と混和すれば多孔体構造のジェリーになる特徴がある．このジェリー体が流動性を示せばインジェクトが可能となる．また，DNAはラセン構造体の溝にカチオン性プロタミンを特異的に結合させる．そこで，クロスリンカーにてサイトカイン（b-FGFなど）および細胞接着タンパク質（フィブロネクチンなど）を共有結合させたプロタミンをDNAに静電的に反応させてサイトカインや接着タンパク質をDNAスキャーフォールド材にコンジュゲートさせる．そして，添加物の成分（単独組成，混合組成）と新生骨形成能との相関をin vitro(細胞毒性試験，細胞活性試験など)，in vivo（ラット頭蓋骨埋入試験など）試験などから総合的に検討し，骨形成を促進し易い環境を有するDNAスキャーフォールド材の開発を目指している．DNAをジェリー状に加工することで、より操作性の良い骨補填材を目指す．これまで，DNAジェリーの材料学的な性質を精査した．DNAジェリーの粘度，溶解度，SEM像観察，生体分解性を観察した．その結果，DNAジェリーは生体親和性も高く，またラット頭蓋骨の骨欠損部に埋入すると骨の新生を促進する可能性があることを示唆する所見が認められた．ただし，サイトカインや細胞接着タンパク質をコンジュゲートする際の技術の確立が困難であるため，再度コンジュゲート方法の検討を行うこととする．
3: やや遅れている
本研究は、現在DNAスキャフォールドをジェリー状にした状態でラット頭蓋骨に埋入し、骨の新生を促進する可能性があることが示唆されるような所見を認めた。しかし、途中で使用しているラットの会社での感染が問題となり再度実験を見直す必要性がある。また、サイトカインをコンジュゲートする技術の習得および再現性が安定していないので確実にする必要性がある。
サイトカインのコンジュゲートの技術の向上に努める。そのために、DNA膜の加工技術とガラスの厚みや表面処理方法をさらに改善する。また、さらなる臨床応用のためにサケ白子からのDNAではなく、ヒトからのDNAを用いてDNAジェリーを作成する方法を検討している。
購入している実験動物の会社で感染が生じ，動物を購入することが出来なかったため．
現在は動物を購入することが出来るため，研究期間を延長し実験を行う予定．
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PLoS One
巻: 6 ページ: 1-15
10.1371
