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。

人类牙周膜（PDL）细胞可以从拔除的牙齿中获得，有望成为再生医学的有用细胞来源。我们之前已经证明，水合聚（2-甲氧基乙基丙烯酸酯）（PMEA）类似物的中间水含量会影响吸附蛋白质的数量和结构变化，从而抑制血小板粘附和 PDL 细胞的粘附选择性。在本研究中，我们从聚合物的物理性质和水合结构的角度研究了细胞粘附选择性的机制。使用旋涂机将 PMEA 类似物和现有的生物相容性聚合物涂覆在聚对苯二甲酸乙二醇酯上。 PDL细胞在补充有10%胎牛血清的培养基中培养。将PDL细胞以1×104个细胞/cm2在37℃、5%CO2气氛下接种到每种聚合物上，培养1小时后，将细胞固定。使用结晶紫法进行细胞染色。虽然各聚合物材料的玻璃化转变温度和接触角与细胞粘附之间没有明显的相关性，但各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至4.3wt％。如上所述，认为通过使用水合时形成的中间水的量为特定值的聚合物，可以控制吸附的蛋白质的量和结构变化并控制细胞粘附。接下来，使用超分辨率荧光显微镜（dSTORM）观察PDL细胞和PMEA之间的粘附点。使用旋涂方法将 PMEA 涂覆在经过火焰处理的 ZEONOR 上。 PDL细胞在PMEA上培养2天后，用抗体对纽蛋白进行染色。根据测得的纽蛋白单分子图像确定每个分子的位置，并通过重建图像获得dSTORM图像。结果，我们能够以 20-30 nm 的高空间分辨率观察贴壁细胞中的纽蛋白。未来，各种粘着斑蛋白的高空间分辨率分析有望阐明细胞和聚合物材料之间的相互作用，并开发出优质的医疗产品。