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本研究では、現在ますます脚光を浴びている再生医工学の実用化を加速するために、高度な細胞制御機能と生体適合性を有するタンパク質を素材とした新しい組織再生用材料を創製することを目的としている。本申請課題内の研究では神経組織の構築を目標とし、幹細胞の足場となり、その増殖を制御でき、かつ神経細胞、グリア細胞への分化を制御して神経組織を誘導構築できる多機能一体型タンパク質の設計を通して細胞機能制御タンパク質材料の構築原理を確立するとともに、再生医工学分野への貢献を目指す。
本年度の研究は、前年度までに得られた細胞機能制御タンパク質に関する実績と知見を基に、神経組織の再生をターゲットとして行った。機能を発現する神経組織の再生には神経細胞だけではなく、神経細胞を再生・維持する役目を担うグリア細胞の共存が必須であり、両者が協調的に働ける環境を提供することが重要である。そこでまず、神経細胞への分化を誘導するbrain derived neurotrophic factor (BDNF)、およびグリア細胞への分化誘導するcilliary neurotrophic factor (CNTF)の遺伝子を、それぞれ神経幹細胞よりクローニングした。これらの遺伝子、および適宜改造を施した遺伝子を構築し、大腸菌を利用した発現系により対応するタンパク質を得た。これらのタンパク質は精製後、細胞分化誘導活性を確認した。また別に設計・構築した細胞外マトリックスタンパク質と組み合わせ、多機能が一体化した細胞機能制御タンパク質を構築しその機能評価を行った。その結果、本研究で構築した各種タンパク質材料、およびその構築原理が、再生医工学の材料として有用であることが明らかとなった。
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