チタン材料表面と生体をブリッジする人工ペプチドの開発

現在、我が国では20種類以上の歯科用オッセオインテグレーテッド・インプラントが紹介されており、種々の表面性状のTiインプラントが利用されている。しかし、電子顕微鏡下ではチタンと骨との間の連続性は認められず、オッセオインテグレーションは光学顕微鏡レベルでの話に過ぎない。そこで本研究は、チタン(Ti)材料表面に結合可能な、無機材料と生体をブリッジする人工ペプチドを利用した生体適合性向上の可能性を検討した。まず、ファージ提示法で獲得したTi結合モチーフに細胞接着ドメイン((1)細胞外マトリックス由来のRGDS、(2)細胞接着能とMAPK細胞増殖能のあるDGEA)配列をつないだ人エペプチドを設計した。また対照群として、細胞接着能を喪失させたRGES配列またはDGAA配列を組み込んだペプチドを設計した。これらの人エペプチドを化学合成して、Ti材料表面にコーティングし、コーティング分子数と接着細胞数の関連を解析することで、ブリッジ分子としての機能を評価した。なお、埋入インプラントは骨性被包下にあることを考慮し、骨芽細胞で実験し、接着細胞数の評価はアラマブルーを用いた蛍光測定でおこなった。また、遺伝子発現による細胞評価系も作成し。検討した。その結果、対照群に比較して細胞接着分子群で有意に接着細胞数が増加した。また競合実験で、細胞接着ドメイン分子で細胞表面をあらかじめ処理した場合に、細胞接着が抑制された。以上の結果から、人工ペプチドを使ってチタン材料表面に生体適合性向上に向けた、生物学的な機能を付与できる可能性が示唆された。また、骨細胞同様に中胚葉系由来の筋組織を対象に、遺伝子発現による評価系が有用であることを確認した。前者は現在投稿準備中であり、後者は論文が受理されている。

現在、我が国では20種類以上の歯科用オッセオインテグレーテッド・インプラントが紹介されており、種々の表面性状のTiインプラントが利用されている。しかし、電子顕微鏡下ではチタンと骨との間の連続性は認められず、オッセオインテグレーションは光学顕微鏡レベルでの話に過ぎない。そこで本研究は、チタン(Ti)材料表面に結合可能な、無機材料と生体をブリッジする人工ペプチドを利用した生体適合性向上の可能性を検討した。まず、ファージ提示法で獲得したTi結合モチーフに細胞接着ドメイン((1)細胞外マトリックス由来のRGDS、(2)細胞接着能とMAPK細胞増殖能のあるDGEA)配列をつないだ人エペプチドを設計した。また対照群として、細胞接着能を喪失させたRGES配列またはDGAA配列を組み込んだペプチドを設計した。これらの人エペプチドを化学合成して、Ti材料表面にコーティングし、コーティング分子数と接着細胞数の関連を解析することで、ブリッジ分子としての機能を評価した。なお、埋入インプラントは骨性被包下にあることを考慮し、骨芽細胞で実験し、接着細胞数の評価はアラマブルーを用いた蛍光測定でおこなった。また、遺伝子発現による細胞評価系も作成し。検討した。その結果、対照群に比較して細胞接着分子群で有意に接着細胞数が増加した。また競合実験で、細胞接着ドメイン分子で細胞表面をあらかじめ処理した場合に、細胞接着が抑制された。以上の結果から、人工ペプチドを使ってチタン材料表面に生体適合性向上に向けた、生物学的な機能を付与できる可能性が示唆された。また、骨細胞同様に中胚葉系由来の筋組織を対象に、遺伝子発現による評価系が有用であることを確認した。前者は現在投稿準備中であり、後者は論文が受理されている。