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新しいしいしい生体親和性材料しい生体親和性材料生体親和性材料生体親和性材料としてのとしてのとしてのとしてのペプチドペプチドペプチド性人工ペプチド性人工性人工性人工コラーゲンゲルコラーゲンゲルコラーゲンゲルコラーゲンゲル
早稲田大学理工学術院 小出 隆規 目的
目的目的
目的・・・・背景背景背景背景
コラーゲンは最も代表的なバイオマテリアルとして再生医学／組織工学に汎用され る。しかし、現在利用されているコラーゲンの多くは、ウシやブタなどの家畜由来で あり、このような天然コラーゲンは時としてアレルギーやプリオン病を引き起こす可 能性がある。このため、安全なコラーゲン代用物はバイオマテリアルとして有用であ ると認識されている。これまでに多くのポリマー材料がコラーゲン代用物として提案 されているが、コラーゲン特有の３重らせん構造を模倣することができず、そのため 高度なコラーゲンの生物機能を模倣することは原理的に困難である。なぜなら、天然 のコラーゲンはその長い３重らせんの上に多くの特異的なタンパク質結合配列を提示 し、細胞表面のコラーゲン受容体をはじめとする多くのタンパク質との相互作用をと おして多彩な生物機能を発揮しているからである。 最近我々は自己集合して超分子 化するコラーゲン様ペプチド超分子システムを開発した。本研究はこのシステムを利 用して高機能な人工コラーゲンの創製を目指したのである。
結果 結果結果
結果・・・・考察考察考察考察
長軸方向に互いにずらせた形で共有結合により３量体化したコラーゲン様プチド（＝
「ずれた３量体ペプチド」）は、水溶液中で自発的な３重らせん形成にともなう相補的 な自己集合により超分子化し、一定濃度以上ではゲルとなる。 この「ずれた３量体 ペプチド」は、３重らせんコラーゲンの典型的なモデル配列である Gly-Pro-Hyp の繰 り返し配列を基本とするが、今回我々はペプチド配列中にインテグリンにより認識さ れることが知られている Gly-Phe-Hyp-Gly-Glu-Arg 配列を組み込むことによる人工コ ラーゲンゲルの機能化を図った。３量体ペプチドを構成する３本の各ペプチド鎖は、
Fmoc 固相法により合成した。次いで、分子中に導入したシステインのチオール基を利 用した段階的かつ位置選択的なジスルフィド結合形成反応を用いることで、各ペプチ ド鎖を３量体化した。合成したペプチドは、逆相 HPLC 分析および MALDI-TOF MS 測定 により同定した。合成した３量体ペプチドの３重らせん構造の形成およびその熱安定 性を、円二色性スペクトル測定により確認した。
その結果、Gly-Phe-Hyp-Gly-Glu-Arg 配列を組み込んだ人工コラーゲンは細胞培養 温度において３重らせん構造を維持できていることを確認した。３量体ペプチドでコ ーティングしたプレート上でのヒト繊維芽細胞の接着を、コラーゲン、または BSA を コーティングしたプレート上での接着と比較した。Gly-Phe-Hyp-Gly-Glu-Arg 配列を
組み込んだ３量体ペプチドをコーティングしてあるプレート上では、コラーゲンの場 合と同様に 細胞は接着した。一方、Gly-Phe-Hyp-Gly-Glu-Arg 配列をもない３量体ペ プ チ ド で は 接 着 が 見 ら れ な か っ た 。 本 実 験 で 示 し た 細 胞 接 着 が 、 Gly-Phe-Hyp-Gly-Glu-Arg 配列依存的に起こるものであることを明らかにした。
