軟骨再生医療において生物学的特性を付与したリコンビナントヒトコラーゲンIIの活用

コラーゲンは生物医学的マテリアルとして医療分野で広く使用されているが、大部分は動物由来であり、また生物学的特性を強調するような分子レベルの修飾は行われていない。そこで我々はヒトコラーゲンタイプII分子の重要な生物学特性を担う部位を特定し、その部位を連結することにより生物学的活性度の高いスーパーコラーゲンを作成し、軟骨再生医療において役立つscaffoldへの応用を試みた。まずヒトコラーゲンタイプII分子の部位特異性を研究するために、DNAカセットシステムを用いてヒトタイプIIコラーゲンの螺旋領域であるアミノ酸約1000残基を234残基ごと4つの部位(D1,D2,D3,D4)に区分し、それぞれの特異的な領域をつなぎ合わせたmD1, mD2, mD3,mD4とそれぞれの特定領域を欠落させた-D1,-D2,-D3,-D4を作成した。これらのrecombinant proteinsを仔牛の軟骨細胞と共に用いて、どの特定領域が最も生物学的活性度が高いか検討した。まず各々のコラーゲンにおける細胞移動量を測定するためにAgarose drop assayを行い、次に三次元的に軟骨細胞の産生するconstructにどのような影響を及ぼすのか調べるため、市販のPGA scaffoldにproteinをコートし、細胞と共に4週間培養した。そして各々の検体をコラーゲンやムチン等に対する染色および軟骨に特異的なcollagen IIとcollagen IXの有無をWestern blotを用いて評価し、かつ細胞密度の検討も行った。その結果、D4領域は活性度が高く、mD4をコートしたscaffoldにはcollagenous proteinの蓄積およびcartilaginous characterが示唆され、細胞密度も多かった。この研究は再生医療におけるコラーゲンマテリアルの更なる発展の可能性を示す。

コラーゲンは生物医学的マテリアルとして医療分野で広く使用されているが、大部分は動物由来であり、また生物学的特性を強調するような分子レベルの修飾は行われていない。そこで我々はヒトコラーゲンタイプII分子の重要な生物学特性を担う部位を特定し、その部位を連結することにより生物学的活性度の高いスーパーコラーゲンを作成し、軟骨再生医療において役立つscaffoldへの応用を試みた。まずヒトコラーゲンタイプII分子の部位特異性を研究するために、DNAカセットシステムを用いてヒトタイプIIコラーゲンの螺旋領域であるアミノ酸約1000残基を234残基ごと4つの部位(D1,D2,D3,D4)に区分し、それぞれの特異的な領域をつなぎ合わせたmD1, mD2, mD3,mD4とそれぞれの特定領域を欠落させた-D1,-D2,-D3,-D4を作成した。これらのrecombinant proteinsを仔牛の軟骨細胞と共に用いて、どの特定領域が最も生物学的活性度が高いか検討した。まず各々のコラーゲンにおける細胞移動量を測定するためにAgarose drop assayを行い、次に三次元的に軟骨細胞の産生するconstructにどのような影響を及ぼすのか調べるため、市販のPGA scaffoldにproteinをコートし、細胞と共に4週間培養した。そして各々の検体をコラーゲンやムチン等に対する染色および軟骨に特異的なcollagen IIとcollagen IXの有無をWestern blotを用いて評価し、かつ細胞密度の検討も行った。その結果、D4領域は活性度が高く、mD4をコートしたscaffoldにはcollagenous proteinの蓄積およびcartilaginous characterが示唆され、細胞密度も多かった。この研究は再生医療におけるコラーゲンマテリアルの更なる発展の可能性を示す。