キメラタンパク質を応用した中枢神経再生のための人工細胞外マトリックスの創製

使用嵌合蛋白创建用于中枢神经系统再生的人工细胞外基质

基本信息

批准号：
07J06117
负责人：
中路正
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

本年は、材料に担持した細胞制御因子の立体構造の維持と安定固定の重要性について、神経幹細胞へさらに効率的に作用させるための細胞制御因子の改良について、また新たな構造形成キメラ蛋白質ユニットであるハイドロゲル材料の模索、の三点について研究を行った。キメラタンパク質の固定法に関する詳細な検討の結果、配向固定化EGF-Hisが、固定化された状態で細胞に作用していること、また配向固定化EGF-Hisは生理条件下で構造変化を起こすことなく固定されていることが明らかとなった。これらの結果は、神経幹細胞の単層での増殖には、固定化EGFの構造維持、ならびにキレート結合による安定な固定が重要であることを示唆するものであると考えられる。次に、神経幹細胞(NSC)をより高効率に増幅できる培養基材の開発を目指し、固定化するEGFキメラ蛋白質の改良による高効率化について検討した。遺伝子工学的手法により、EGFにコイルドーコイル形成能を有するペプチドを融合し、自己二量体を形成するキメラタンパク質を作製した。このEGF-His二量体を固定した表面上では、NSCをさらに高効率に増幅できることを明らかにした。最後に、パーキンソン病治療を目指した細胞移植に用いる、移植細胞保護材料の開発について検討した。これまでに報告したケラチンベースの材料の問題点を克服するべく、ベース材料としてヒアルロン酸(HAc)を用いた神経栄養因子(BDNF)担持ゲルの創製に取り組んだ。このハイドロゲル中にNSCを分散させることが可能であり、組み込んだBDNFの作用で細胞の生存率が対象群に比べて有意に高いことが示された。これらの結果から、BDNFを組み込んだHAcハイドロゲルが移植材料として有望であることが示された。

今年，我们将讨论维持材料支持的细胞调节因子的三维结构和稳定固定的重要性、细胞调节因子的改进使其能够更有效地作用于神经干细胞、以及新结构的开发-形成嵌合蛋白单元。我们进行了三点研究：寻找水凝胶材料。通过对嵌合蛋白的固定化方法进行详细研究，我们发现定向固定化EGF-His在固定化状态下作用于细胞，并且定向固定化EGF-His在生理条件下发生结构变化。它已修复，没有任何问题。这些结果似乎表明固定化EGF结构的维持和通过螯合结合的稳定固定对于单层神经干细胞的增殖很重要。接下来，为了开发能够更高效地扩增神经干细胞（NSC）的培养基质，我们研究了通过改进固定化的EGF嵌合蛋白来提高效率的方法。利用基因工程技术，我们创建了一种嵌合蛋白，该蛋白通过将 EGF 与能够形成螺旋的肽融合而形成自二聚体。我们发现，在固定有这种 EGF-His 二聚体的表面上，NSC 可以以更高的效率进行扩增。最后，我们研究了用于治疗帕金森病的细胞移植的移植细胞保护材料的开发。为了克服先前报道的基于角蛋白的材料的问题，我们尝试使用透明质酸（HAc）作为基础材料创建一种负载神经营养因子（BDNF）的凝胶。结果表明，NSCs可以分散在该水凝胶中，并且由于掺入的BDNF的作用，细胞的存活率显着高于对照组。这些结果表明，掺入 BDNF 的 HAc 水凝胶作为植入材料很有前景。