客观日本

中日共同研究小组成功赋予钛细胞活化功能

2016年08月04日 生物医药

近日,日本理化学研究所国际项目助理张晨与中国科学院长春应用科学研究所助教王宇等人的国际共同研究小组,利用从紫贻贝中提取的粘着成分,将生长因子蛋白质固定在作为人造器官生物材料的钛上,成功提高了细胞增殖的活性。这一成果有望促进再生医疗以及医疗器械技术的开发。

钛作为人工关节和口腔种植体的制作材料广为应用。但是由于与人体组织的材质不同,移植后的融合需要较长时间,在此期间容易发生感染或者难以与人体融合的情况。此外,由于钛自身无法代谢,随着患者年纪的增长,会出现老化、不良反应等问题。

因此,研究小组着眼于能够强烈吸附在岩石上的紫贻贝中的粘着成分,开始研发兼顾粘着性和安全性的生物材料。该成分名为DOPA,比天然氨基酸的酪氨酸(Y)中多一个羟基(- OH)。研究认为它与氢的结合能力优于酪氨酸,且能够与多种物质结合。

研究小组首先利用基因转录技术将DOPA的原型人工肽导入能够提高细胞生长活性的生长因子蛋白质"IGF - 1"的C末端,利用大肠杆菌制作出"IGF-1-Y-K-Y-K-Y"(K为赖氨酸)。接着,通过特殊手法在酪氨酸中导入羟基将其转换为DOPA,由此将C末端成功制成了粘着性肽的生长因子蛋白质"IGF-1-X-K-X-K-X"(X为DOPA)。

通过实验证实,该蛋白质能够与钛强力结合。在此基础上,研究小组在固定该蛋白质的钛板上对小鼠成纤维细胞进行24小时培养,并调查效果。结果发现,与无法接合的野生型生长因子"IGF - 1"相比,成纤维细胞约增殖了1.8倍。此外,实验证实人脐静脉内皮细胞和小鼠成肌细胞等细胞也同样得到了增殖,研究人员认为未来可应用于多种细胞的增殖。

中日共同研究小组成功赋予钛细胞活化功能

被钛板固定的生长因子蛋白质的细胞增殖活性(图表左侧的蓝色部分)

新闻来源
http://www.riken.jp/pr/press/2016/20160711_1/

文/客观日本编辑部