生体適合性を有する３次元ナノ・マイクロパターン化足場材料による歯周組織再生

使用生物相容性三维纳米和微米图案支架材料进行牙周组织再生

基本信息

批准号：
12J08746
负责人：
北上恵理香
金额：
$ 1.73万
依托单位：
Yamagata University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012-04-01 至 2015-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

抜去歯から入手できるヒト歯根膜(PDL)細胞は、再生医療のための有用な細胞源として期待されている。我々はこれまでに、含水したPoly(2-methoxyethyl acrylate) (PMEA)類似体が有する中間水量が吸着タンパク質の量や構造変化に影響し、血小板粘着抑制とPDL細胞は接着するという接着選択性を示すことを報告している。本研究では、細胞の接着選択性の発現機構について、高分子の物性および水和構造の観点から考察した。PMEA類似体や既存の生体適合性高分子をスピンコーターによりPolyethylene terephthalate上に被覆した。PDL細胞は10％ウシ胎仔血清添加培地で培養した。各高分子上でPDL細胞を37℃、5％CO2雰囲気下、1×104　cells/cm2で播種し、1時間培養後、細胞を固定した。細胞染色はクリスタルバイオレット法で行った。各高分子材料のガラス転移点、接触角と細胞接着には明確な相関がみられなかったが、各高分子の中間水量と細胞接着には良い相関がみられた。さらに細胞の接着選択性を示す高分子は中間水量が0.87～4.3 wt%存在することがわかった。以上のように、含水時に形成される中間水の量が特定の値を示す高分子を用いることで吸着タンパク質の量や構造変化を制御し、細胞の接着を制御可能であると考えられる。次に、超解像蛍光顕微鏡（dSTORM)を用いて、PDL細胞とPMEAとの接着点を観察した。火炎処理したZEONOR上にPMEAをスピンコート法にて被覆した。PMEA上でPDL細胞を2日間培養後、ビンキュリンを抗体染色した。測定したビンキュリンの単一分子像から各分子の位置を求め，画像を再構成することによりdSTORM像を得た。その結果、接着細胞のビンキュリンを20~30 nmの高空間分解能で観察できた。今後、種々の接着斑構成タンパク質を高空間分解能解析することにより、細胞と高分子材料間相互作用の解明や優れた医療製品開発につながると期待できる。

从牙齿中获得的人类牙周韧带（PDL）细胞有望成为再生医学的有用细胞来源。我们先前已经报道说，含水聚（2-甲氧基乙烯酯）（PMEA）类似物的中间水含量会影响吸附蛋白的量和结构变化，表明抑制了PDL细胞的血小板粘附和粘附选择性。在这项研究中，从物理性质和聚合物的水合结构的角度讨论了细胞粘附选择性的机理。将PMEA类似物和现有的生物相容性聚合物通过自旋夹层涂在聚对苯二甲酸酯上。将PDL细胞培养在10％的胎牛血清添加培养基中。将PDL细胞以1×10 4细胞/cm2在37°C的5％CO大气中的1×10 4细胞/cm2上播种，并在孵育1小时后，固定细胞。使用晶体紫法进行细胞染色。每种聚合物材料的玻璃过渡点，接触角和细胞粘附之间没有明显的相关性，但是每个聚合物的中间水含量与细胞粘附之间存在良好的相关性。此外，发现表现出细胞粘附选择性的聚合物的中间水含量为0.87-4.3 wt％。如上所述，人们认为，通过使用聚合物，其中在含水时形成的中间水的量，可以控制吸附蛋白的量和结构变化，并可以控制细胞粘附。接下来，使用超分辨率荧光显微镜（DSTORM）观察到PDL细胞和PMEA之间的粘附点。 PMEA通过旋转涂层涂在火焰处理的Zeonor上。将PDL细胞在PMEA上培养2天，然后染色抗体。每个分子的位置是根据Vinculin的测得的单分子图像确定的，并重建图像以获得DSTORM图像。结果，在20-30 nm的高空间分辨率下观察到了粘附细胞的替康蛋白。将来，可以预期对各种局灶性粘附组成蛋白的高空间分辨率分析会导致细胞与聚合物材料之间的相互作用阐明以及出色的医疗产品的发展。