JP2012082180A - Self-organizing peptide hydrogel for bone regeneration - Google Patents

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実 上田
Hideharu Hibi
英晴 日比
Taka Hattori
宇 服部
Masayuki Ikeno
正幸 池野
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an osteogenesis-accelerating composition which can locally maintain an effective concentration of osteogenic factor (BMP) and is composed of a self-organizing peptide hydrogel capable of becoming an osteogenic scaffold.SOLUTION: The osteogenesis-accelerating composition contains a self-organizing peptide selected from the group consisting of BMP and a specific sequence. The concentration of the self-organizing peptide is preferably 0.5-5.0% (w/v). The BMP is preferably a recombinant osteogenic factor. The final concentration of the BMP is preferably 2.5-500 μg/ml. Incorporation of BMP into the self-organizing peptide hydrogel can remarkably increase the osteogenic quantity and the osteomaturation rate compared to the BMP alone and the self-organizing peptide hydrogel alone.

Description

本発明は、BMPと自己組織化ペプチドを含む骨形成促進組成物、特に、骨再生用自己組織化ペプチドハイドロゲルに関する。   The present invention relates to a bone formation-promoting composition containing BMP and a self-assembling peptide, and particularly to a self-assembling peptide hydrogel for bone regeneration.

組織工学に必要な足場材料として様々な材料が用いられてきたが、化学合成品の持つ安全性と3次元的環境を提供する細胞外マトリックスの特徴を併せ持った足場材料はこれまで実用化されていない。   Various materials have been used as scaffold materials necessary for tissue engineering, but scaffold materials that combine the safety of chemically synthesized products with the characteristics of an extracellular matrix that provides a three-dimensional environment have been put into practical use. Absent.

自己組織化ペプチドは、そのアミノ酸配列により、多数のペプチド分子が規則正しく並んだ自己会合体を形成する特性を有する。近年、その物理的、化学的、生物学的性質から、新規マテリアルとして注目を浴びている(特許文献1〜3)。   The self-assembling peptide has the property of forming a self-aggregate in which a large number of peptide molecules are regularly arranged depending on the amino acid sequence. In recent years, it has attracted attention as a new material due to its physical, chemical and biological properties (Patent Documents 1 to 3).

自己組織化ペプチドを含むハイドロゲル(自己組織化ペプチドハイドロゲル)は、生分解性であり、分解産物が組織に悪影響を与えず、生体吸収性が高いことから、細胞の生着や増殖に適している。   Hydrogels containing self-assembled peptides (self-assembled peptide hydrogels) are biodegradable, the degradation products do not adversely affect tissues, and are highly bioabsorbable, making them suitable for cell engraftment and proliferation ing.

特許文献4は、自己組織化ペプチドを用いた再生医療骨組成物を開示している。ここでは、犬の下顎歯槽骨に孔をあけ、その孔に自己組織化ペプチドハイドロゲル(PMハイドロゲル)、間葉系幹細胞(MSC)と自己組織化ペプチドハイドロゲルの混合物(PMハイドロゲル/MSC)、または多血小板血漿(PRP)ゲルおよび間葉系幹細胞(MSC)と自己組織化ペプチドハイドロゲルの混合物(PMハイドロゲル/MSC/PRPゲル)を充填し、新生骨の形成量および骨の成熟速度が、PMハイドロゲル、PMハイドロゲル/MSC、PMハイドロゲル/MSC/PRPゲルに順に増加することを開示している。しかし、PMハイドロゲル単独では、新生骨の形成が認められても骨が未成熟であったことを開示している。   Patent Document 4 discloses a regenerative medical bone composition using a self-assembling peptide. Here, a hole is made in the mandibular alveolar bone of the dog, and self-assembled peptide hydrogel (PM hydrogel), a mixture of mesenchymal stem cells (MSC) and self-assembled peptide hydrogel (PM hydrogel / MSC) ), Or a mixture of platelet-rich plasma (PRP) gel and mesenchymal stem cells (MSC) and self-assembling peptide hydrogel (PM hydrogel / MSC / PRP gel), and the amount of new bone formation and bone maturation It is disclosed that the speed increases in order to PM hydrogel, PM hydrogel / MSC, PM hydrogel / MSC / PRP gel. However, it is disclosed that PM hydrogel alone was immature even when new bone formation was observed.

骨形成を誘導する作用を有する蛋白質として、骨形成因子(BMP:Bone morphogenetic protein、非特許文献1)が知られており、組換え型ヒトBMPを用いた、骨または軟骨の欠損の修復および治療への臨床応用が研究されている。   Bone morphogenetic protein (BMP: Non-Patent Document 1) is known as a protein having an action of inducing bone formation, and bone or cartilage defect repair and treatment using recombinant human BMP. Clinical application to is being studied.

一般に、BMPは、大量投与では、異所性の骨形成を誘導するなどの予期できない副作用の危険性があるため、BMPを用いた骨形成には、BMPを投与部位において安定かつ有効濃度に保持する必要がある。   In general, BMP has the risk of unexpected side effects, such as inducing ectopic bone formation, when administered in large doses. For bone formation using BMP, BMP is maintained at a stable and effective concentration at the administration site. There is a need to.

特許文献5は、BMPの有効濃度を長時間にわたり維持するため、および骨形成の足場を提供するために、BMPをゼラチンハイドロゲルに含浸させて投与する方法を開示している。   Patent Document 5 discloses a method of administering BMP in a gelatin hydrogel so as to maintain an effective concentration of BMP for a long time and to provide a scaffold for bone formation.

米国特許US5,955,343US Patent US 5,955,343 米国特許US5,670,483US Patent US 5,670,483 特表2005−515796号公報JP-T-2005-515796 特開2007−105186号公報JP 2007-105186 A 特開2004−203829号公報JP 2004-203829 A

Wozney, et al., Science 1988 Dec 16;242(4885):1528-34Wozney, et al., Science 1988 Dec 16; 242 (4885): 1528-34

本発明は、BMPの有効濃度を局所的に維持することができ、かつ、骨形成の足場を提供することができる、自己組織化ペプチドハイドロゲルからなる骨形成促進組成物を提供する。   The present invention provides an osteogenesis promoting composition comprising a self-assembled peptide hydrogel that can locally maintain an effective concentration of BMP and can provide a scaffold for osteogenesis.

本発明者らは、細胞培養の足場として利用されている自己組織化ペプチドハイドロゲルにBMPを含ませることにより、BMP単独および自己組織化ペプチドハイドロゲル単独の場合と比較して、骨の形成量や成熟速度を顕著に増加させることができることを見出し、本発明を完成した。   By including BMP in a self-assembling peptide hydrogel used as a scaffold for cell culture, the present inventors have compared the amount of bone formation compared to the case of BMP alone and self-assembling peptide hydrogel alone. And found that the maturation rate can be remarkably increased, and the present invention has been completed.

すなわち、本発明は、下記のとおりである。
[1]骨形成因子(BMP)および配列番号1〜20からなる群から選択される自己組織化ペプチドを含む、骨形成促進組成物。
[2]該自己組織化ペプチドの濃度が、0.5〜5.0%(w/v)である、上記[1]記載の骨形成促進組成物。
[3]骨形成因子が、組換え型の骨形成因子である、上記[1]〜[2]のいずれか一に記載の骨形成促進組成物。
[4]骨形成因子の濃度が、最終濃度2.5〜500μg/mlである、上記[1]〜[3]のいずれか一に記載の骨形成促進組成物。
That is, the present invention is as follows.
[1] An osteogenesis promoting composition comprising a bone morphogenetic factor (BMP) and a self-assembling peptide selected from the group consisting of SEQ ID NOs: 1 to 20.
[2] The osteogenesis promoting composition according to [1] above, wherein the concentration of the self-assembling peptide is 0.5 to 5.0% (w / v).
[3] The osteogenesis promoting composition according to any one of the above [1] to [2], wherein the osteogenic factor is a recombinant osteogenic factor.
[4] The osteogenesis promoting composition according to any one of the above [1] to [3], wherein the bone morphogenetic factor has a final concentration of 2.5 to 500 μg / ml.

本発明の骨形成促進組成物は、BMPを骨欠損部位などの体内で一定に放出することができ、かつ、骨形成の足場を提供することができるので、BMP単独および自己組織化ペプチドハイドロゲル単独の場合と比較して、骨の形成量や成熟速度を顕著に増加させることができる。   Since the bone formation promoting composition of the present invention can release BMP in the body such as a bone defect site and can provide a scaffold for bone formation, BMP alone and a self-assembling peptide hydrogel Compared to a single case, the amount of bone formation and maturation rate can be remarkably increased.

動物実験モデルの図。家兎頭頂骨を用いた骨造成モデル。A:家兎頭頂骨を横から見た図。家兎頭頂骨上の黒四角形は、純チタン製円筒を示す。B:家兎頭頂骨を上から見た図。4個の黒丸は、家兎頭頂骨に設置された純チタン製円筒を示す。(1): 骨膜を除去した頭頂骨と頭頂骨に空けた4箇所の溝(丸)とその中の5個の骨孔を示す。(2):4箇所の溝(丸)の上に純チタン製円筒を設置した。(3): 設置した純チタン製円筒に移植材料を充填した。または、空のままにした。(4): 移植材料を充填後または空のまま、純チタン製円筒の上を遮蔽材(チタン板遮蔽)で封入した。Illustration of animal experiment model. Bone formation model using rabbit parietal bone. A: The figure which looked at the rabbit parietal bone from the side. The black rectangle on the rabbit parietal bone represents a pure titanium cylinder. B: View of the rabbit's parietal bone viewed from above. The four black circles indicate a pure titanium cylinder installed on the rabbit's parietal bone. (1): Shows the parietal bone from which the periosteum has been removed, four grooves (circles) in the parietal bone, and five bone holes therein. (2): Pure titanium cylinders were installed on four grooves (circles). (3): The transplanted material was filled in the cylinder made of pure titanium. Or leave it empty. (4): After filling with the transplant material or in an empty state, the pure titanium cylinder was sealed with a shielding material (titanium plate shielding). 純チタン製円筒を示す。A pure titanium cylinder is shown. 組織図。(a) ピュアマトリックスとBMP併用群の組織像 (b) (a)中の丸で囲まれた上方部組織拡大像。 (c) (a)中の丸で囲まれた下方部組織拡大像。NB : 新生骨。CT : 結合組織。OB : 骨芽細胞様細胞。BV:血管Organization chart. (a) Tissue image of pure matrix and BMP combination group (b) Upper tissue enlarged image surrounded by circles in (a). (c) Expanded image of the lower tissue surrounded by the circle in (a). NB: New bone. CT: Connective tissue. OB: Osteoblast-like cell. BV: Blood vessel 各実験群の組織像。Empty(コントロール):移植材料なし、BMP:hrBMP−2(25μg/ml)、PM:ピュアマトリックス、PM+BMP:ピュアマトリックス+hrBMP-2(25μg/ml)。Tissue image of each experimental group. Empty (control): no transplant material, BMP: hrBMP-2 (25 μg / ml), PM: pure matrix, PM + BMP: pure matrix + hrBMP-2 (25 μg / ml). 円筒内増生組織量、円筒内最大骨高さ、円筒内新生骨量の比較Comparison of the amount of tissue grown in the cylinder, maximum bone height in the cylinder, and amount of new bone in the cylinder 円筒内増生組織量。図5Aに示す表1中の増生組織量の値をグラフ化した。頭頂骨面、円筒内面、上面遮蔽材で囲まれた全体の面積に対する、新生骨、結合組織を含む増生組織の面積比(%)を測定して円筒内増生組織量とした。Increased tissue volume in the cylinder. The value of the increased tissue amount in Table 1 shown in FIG. 5A was graphed. The area ratio (%) of the augmented tissue including new bone and connective tissue to the total area surrounded by the parietal bone surface, the inner surface of the cylinder, and the upper surface shielding material was measured to obtain the amount of tissue augmented in the cylinder. 円筒内最大骨高さ。図5Aに示す表1中の最大骨高さの値をグラフ化した。円筒を基準とし、頭頂骨面に対する垂直方向への新生骨の最大到達距離(mm)を測定して円筒内最大骨高さとした。Maximum bone height in cylinder. The maximum bone height values in Table 1 shown in FIG. 5A were graphed. Using the cylinder as a reference, the maximum reachable distance (mm) of the new bone in the direction perpendicular to the parietal bone surface was measured to obtain the maximum bone height in the cylinder. 円筒内新生骨量。図5Aに示す表1中の新生骨量の値をグラフ化した。頭頂骨面、円筒内面、上面遮蔽材で囲まれた全体の面積に対する、新生骨の面積比(%)を測定して円筒内新生骨量とした。The amount of new bone in the cylinder. The value of the amount of new bone in Table 1 shown in FIG. 5A was graphed. The area ratio (%) of the new bone to the entire area surrounded by the parietal bone surface, the cylindrical inner surface, and the upper surface shielding material was measured to obtain the amount of new bone in the cylinder.

本発明で用いる骨形成因子(BMP:Bone morphogenetic protein)とは、未分化の間葉系細胞を軟骨細胞や骨芽細胞へ分化させる活性あるいは軟骨または骨を形成させる活性を有するタンパク質を意味する。   Bone morphogenetic protein (BMP) used in the present invention means a protein having an activity of differentiating undifferentiated mesenchymal cells into chondrocytes and osteoblasts or an activity of forming cartilage or bone.

BMPは、396個のアミノ酸からなる前駆体タンパク質がSCPs(subtilisin-like-conversion)によりArg−X−X−Argの部位で切断された後、そのクラスターである114個のアミノ酸のサブユニットで構成された2量体タンパク質(2つの同一のタンパク質の二量体または2つの関連する骨形成タンパク質のヘテロ二量体)である。   BMP is composed of a 396 amino acid precursor protein cleaved at the site of Arg-X-X-Arg by SCPs (subtilisin-like-conversion) and then a cluster of 114 amino acid subunits. Dimer protein (a dimer of two identical proteins or a heterodimer of two related bone morphogenetic proteins).

ヒトでは、例えば、BMP−1〜BMP−9がクローニングされている。また、これらの機能的等価改変体(すなわち天然に存在するBMPのアミノ酸配列において1もしくは数個のアミノ酸が欠失、置換もしくは付加されたアミノ酸配列を有し、しかも、天然に存在するBMPと同じ活性を有するタンパク質)も挙げられる。骨形成因子としては、BMP−2、BMP−4、BMP−5、BMP−6、BMP−7(OP−1)およびBMP−8(OP−2)が好ましく、BMP−2がより好ましい。   In humans, for example, BMP-1 to BMP-9 have been cloned. In addition, these functionally equivalent variants (ie, having the amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence of the naturally occurring BMP, and the same as the naturally occurring BMP) And a protein having activity). As an osteogenic factor, BMP-2, BMP-4, BMP-5, BMP-6, BMP-7 (OP-1) and BMP-8 (OP-2) are preferable, and BMP-2 is more preferable.

ヒトBMP−2のmRNAの塩基配列は、GenBank Accession NM_001200に、preproproteinのアミノ酸配列は、GenPept Accession NP_001191に開示されている。ヒトBMP−2の成熟タンパク質はpreproprotein(全396アミノ酸)の第283位〜第396位に該当する。本発明のBMPは、活性を有する限り限定されない。   The nucleotide sequence of human BMP-2 mRNA is disclosed in GenBank Accession NM_001200, and the amino acid sequence of preproprotein is disclosed in GenPept Accession NP_001191. The mature protein of human BMP-2 corresponds to positions 283 to 396 of preproprotein (total 396 amino acids). The BMP of the present invention is not limited as long as it has activity.

BMPは、医薬として使用できる程度に精製されたものであれば、種々の方法で調製されたものを用いることができる。例えば、遺伝子工学的手法によりBMPをコードする遺伝子を適切なベクターに組み込み、これを適当な宿主細胞に導入して形質転換し、この形質転換体の培養上清から目的とする組換えBMPを得ることができる。上記の宿主細胞は特に限定されず、従来から遺伝子工学的手法で用いられている各種の宿主細胞、例えば大腸菌、酵母、昆虫、かいこ、または動物細胞などを用いることができる。   As the BMP, those prepared by various methods can be used as long as they are purified to such an extent that they can be used as pharmaceuticals. For example, a gene encoding BMP is incorporated into an appropriate vector by genetic engineering techniques, introduced into an appropriate host cell, and transformed, and the desired recombinant BMP is obtained from the culture supernatant of the transformant. be able to. The host cell is not particularly limited, and various host cells conventionally used in genetic engineering techniques such as Escherichia coli, yeast, insects, silkworms, or animal cells can be used.

BMPの濃度は、限定されないが、最終濃度2.5〜500μg/ml、好ましくは 10〜250μg/ml、より好ましくは、20〜100μg/mlである。   The concentration of BMP is not limited, but the final concentration is 2.5 to 500 μg / ml, preferably 10 to 250 μg / ml, more preferably 20 to 100 μg / ml.

本発明で使用する自己組織化ペプチドは、疎水性アミノ酸残基と親水性アミノ酸残基とが一定周期で交互に配置されて疎水性側鎖の非極性の面と親水性側鎖の極性の面とを備える。そして、前記自己組織化ペプチドは、適当な陽イオン存在下において、自己組織化的にナノファイバーを形成し、その結果、ペプチドナノファイバーからなるペプチドハイドロゲルを形成する。   The self-assembling peptide used in the present invention is composed of hydrophobic amino acid residues and hydrophilic amino acid residues alternately arranged at a constant period, so that the nonpolar surface of the hydrophobic side chain and the polar surface of the hydrophilic side chain With. The self-assembled peptide forms nanofibers in a self-assembled manner in the presence of a suitable cation, and as a result, forms a peptide hydrogel composed of peptide nanofibers.

前記自己組織化ペプチドにおいて、前記親水性アミノ酸残基は、その側鎖のチャージが正のものと負のものとが一定周期で交互に配置され、前記極性の面が、イオン的に相補的であることが好ましい。前記自己組織化ペプチドは、陽イオンが存在する水溶液中で、ペプチド間に生じる多数の相互作用によって自己組織化する。前記相互作用には、例えば、隣接しているペプチドにおける正チャージのアミノ酸(リジン:K)側鎖と負チャージのアミノ酸(アスパラギン酸:D)側鎖とが形成する相補的なイオン対が含まれる。また、アスパラギンやグルタミン等の親水性アミノ酸残基の非チャージ側鎖があれば、水素結合総合作用に関与する。隣接しているペプチドにおける疎水性側鎖は、ファンデルワールス相互作用に関与する。ペプチド骨格上のアミノ基及びカルボニル基もまた分子間水素結合相互作用に関与しうる。前記正チャージ側鎖のアミノ酸残基としては、アルギニン:R、リジン:K、ヒスチジン:Hがあげられ、前記負チャージ側鎖のアミノ酸残基としては、アスパラギン酸:D、グルタミン酸:Eがあげられ、非チャージ親水性側鎖のアミノ酸残基としては、アスパラギン:N、グルタミン:Q、セリン:S、トレオニン:T、チロシン:Yがあげられ、疎水性側鎖のアミノ酸残基としては、アラニン:A、グリシン:G、バリン:V、ロイシン:L、イソロイシン:I、プロリン:P、フェニルアラニン:F、メチオニン:M、トリプトファン:W、システイン:Cがあげられる。   In the self-assembling peptide, the hydrophilic amino acid residues are alternately arranged with positive and negative side chain charges at regular intervals, and the polar surface is ionically complementary. Preferably there is. The self-assembling peptide is self-assembled by a large number of interactions occurring between the peptides in an aqueous solution in which a cation is present. The interaction includes, for example, a complementary ion pair formed by a positively charged amino acid (lysine: K) side chain and a negatively charged amino acid (aspartic acid: D) side chain in adjacent peptides. . In addition, if there is an uncharged side chain of a hydrophilic amino acid residue such as asparagine or glutamine, it is involved in the hydrogen bond synthesis action. Hydrophobic side chains in adjacent peptides are involved in van der Waals interactions. Amino groups and carbonyl groups on the peptide backbone can also participate in intermolecular hydrogen bonding interactions. Examples of the amino acid residues of the positively charged side chain include arginine: R, lysine: K, histidine: H, and examples of the amino acid residue of the negatively charged side chain include aspartic acid: D and glutamic acid: E. Examples of amino acid residues in the non-charged hydrophilic side chain include asparagine: N, glutamine: Q, serine: S, threonine: T, and tyrosine: Y. Amino acid residues in the hydrophobic side chain include alanine: A, glycine: G, valine: V, leucine: L, isoleucine: I, proline: P, phenylalanine: F, methionine: M, tryptophan: W, cysteine: C.

前記自己組織化ペプチドにおいて、疎水性アミノ酸残基と親水性アミノ酸残基との配置の一定周期は、例えば、1残基、2残基、3残基、4残基の交互配置であってよく、好ましくは、1個のアミノ酸残基の交互配置である。   In the self-assembling peptide, the fixed period of the arrangement of the hydrophobic amino acid residue and the hydrophilic amino acid residue may be, for example, an alternating arrangement of 1 residue, 2 residues, 3 residues, and 4 residues. , Preferably an alternating arrangement of one amino acid residue.

自己組織化ペプチドの長さは、例えば、8〜200アミノ酸残基であって、好ましくは、8〜36アミノ酸残基であり、より好ましくは、12〜16アミノ酸残基である。また、前記自己組織化ペプチドのN末端側は、アセチル化されていてもよい。また、C末端はアミド化されていてもよい。前記自己組織化ペプチドの製造方法は、特に制限されず、例えば、従来公知の化学合成方法により合成する方法があげられる。 The length of the self-assembling peptide is, for example, 8 to 200 amino acid residues, preferably 8 to 36 amino acid residues, and more preferably 12 to 16 amino acid residues. Further, the N-terminal side of the self-assembling peptide may be acetylated. Further, the C-terminal may be amidated. The method for producing the self-assembling peptide is not particularly limited, and examples thereof include a method of synthesizing by a conventionally known chemical synthesis method.

本発明の骨形成促進組成物に含まれる前記自己組織化ペプチドは、一種類でもよく、複数種類でもよい。   The self-assembling peptide contained in the osteogenesis promoting composition of the present invention may be one kind or plural kinds.

これらの自己組織化ペプチドの中でも、アルギニン、アラニン、アスパラギン酸およびアラニン(RADA)の繰り返し配列を有する自己組織化ペプチドを好ましく使用することができ、そのようなペプチドの配列は、Ac−(RADA)p−CONH2(p=2〜50)で表される。またイソロイシン、グルタミン酸、イソロイシンおよびリジン(IEIK)の繰り返し配列を有する自己組織化ペプチドも好ましく使用することができ、そのようなペプチドの配列は、Ac−(IEIK)pI−CONH2(p=2〜50)で表される。さらにリジン、ロイシン、アスパラギン酸およびロイシン(KLDL)の繰り返し配列を有する自己組織化ペプチドも好ましく使用することができ、そのようなペプチドの配列は、Ac−(KLDL)p−CONH2(p=2〜50)で表される。 Among these self-assembling peptides, self-assembling peptides having repetitive sequences of arginine, alanine, aspartic acid and alanine (RADA) can be preferably used, and the sequence of such a peptide is Ac- (RADA). p is represented by -CONH 2 (p = 2~50). A self-assembling peptide having repeating sequences of isoleucine, glutamic acid, isoleucine and lysine (IEIK) can also be preferably used, and the sequence of such peptide is Ac- (IEIK) p I-CONH 2 (p = 2). To 50). Furthermore, a self-assembling peptide having repeating sequences of lysine, leucine, aspartic acid and leucine (KLDL) can also be preferably used. The sequence of such a peptide is Ac- (KLDL) p -CONH 2 (p = 2 To 50).

本発明における自己組織化ペプチドの好ましい具体例としては、(Ac−(RADA)4−CONH2)配列(配列番号:1)を有するペプチドRAD16−I、(Ac−(IEIK)I−CONH2)配列(配列番号:2)を有するペプチドIEIK13、(Ac−(KLDL)−CONH2)配列(配列番号:3)を有するペプチドKLDが挙げられ、RAD16−Iは、PuraMatrix(登録商標)としてその1%水溶液が、株式会社スリー・ディー・マトリックスから製品化されている。PuraMatrix(登録商標)には、1%の(Ac−(RADA)4−CONH2)配列(配列番号:1)を有するペプチドの他、水素イオン、塩化物イオンが含まれる。 Preferable specific examples of the self-assembling peptide in the present invention include peptides RAD16-I having (Ac- (RADA) 4 -CONH 2 ) sequence (SEQ ID NO: 1), and (Ac- (IEIK) 3 I-CONH 2. ) Peptide IEIK13 having the sequence (SEQ ID NO: 2), peptide KLD having the (Ac- (KLDL) 3 -CONH 2 ) sequence (SEQ ID NO: 3), and RAD16-I is represented as PuraMatrix (registered trademark) The 1% aqueous solution is commercialized by 3D Matrix. PuraMatrix (registered trademark) includes hydrogen ions and chloride ions in addition to a peptide having 1% (Ac- (RADA) 4 -CONH 2 ) sequence (SEQ ID NO: 1).

さらに、自己組織化ペプチドは、例えば、米国特許US5,955,343、米国特許US5,670,483、特表2005−515796号公報(国際公開WO2002/062961号パンフレット)に開示されており、その一例を下記に示す。   Furthermore, self-assembling peptides are disclosed in, for example, US Pat. No. 5,955,343, US Pat. No. 5,670,483, and Japanese Translation of PCT International Publication No. 2005-515796 (International Publication WO2002 / 062961 pamphlet). Is shown below.

IEIK9:IEIKIEIKI(配列番号:4)
RAD16−II:RARADADARARADADA(配列番号:5)
EAK16−I:AEAKAEAKAEAKAEAK(配列番号:6)
RAE−16−I:RAEARAEARAEARAEA(配列番号:7)
KAD16−I:KADAKADAKADAKADA(配列番号:8)
EAH16−I:AEAEAHAHAEAEAHAH(配列番号:9)
EFK−16−II:FEFEFKFKFEFEFKFK(配列番号:10)
EFK8−I:FEFKFEFK(配列番号:11)
ELK16−II:LELELKLKLELELKLK(配列番号:12)
EAK16−II:AEAEAKAKAEAEAKAK(配列番号:13)
EAK12:AEAEAEAEAKAK(配列番号:14)
KAE16−IV:KAKAKAKAEAEAEAEA(配列番号:15)
EAK16−IV:EAEAEAEAKAKAKAKA(配列番号:16)
RAD16−IV:RARARARADADADADA(配列番号:17)
DAR16−IV:ADADADADARARARAR(配列番号:18)
DAR16−IV*:DADADADARARARARA(配列番号:19)
DAR32−IV:ADADADADARARARARADADADADARARARAR(配列番号:20)
IEIK9: IEIKIEIKI (SEQ ID NO: 4)
RAD16-II: RARADADARARADADA (SEQ ID NO: 5)
EAK16-I: AEAKAEAKAEAKAEAK (SEQ ID NO: 6)
RAE-16-I: RAEAARAEARAERAAEA (SEQ ID NO: 7)
KAD16-I: KADAKADAKADAKAADA (SEQ ID NO: 8)
EAH16-I: AEAEAHAHAEAEAHAH (SEQ ID NO: 9)
EFK-16-II: FEFEFKFKFEFEEFKFK (SEQ ID NO: 10)
EFK8-I: FEFKFEFK (SEQ ID NO: 11)
ELK16-II: LELELKLKLEELKLK (SEQ ID NO: 12)
EAK16-II: AEAEAKAKAEAEAAKAK (SEQ ID NO: 13)
EAK12: AEAEAEAEAAKAK (SEQ ID NO: 14)
KAE16-IV: KAKAKAKAEAEAEAEA (SEQ ID NO: 15)
EAK16-IV: EAEAEAEAKAKAKAKA (SEQ ID NO: 16)
RAD16-IV: RARARARADADADADA (SEQ ID NO: 17)
DAR16-IV: ADADADADALARARAR (SEQ ID NO: 18)
DAR16-IV *: DADADADARARARARA (SEQ ID NO: 19)
DAR32-IV: ADADADADALARARAARADADADADAARASARAR (SEQ ID NO: 20)

好ましい自己組織化ペプチドは、配列番号:1〜20、より好ましくは、配列番号:1〜3のアミノ酸配列を有するペプチドから選択される少なくとも1つである。   Preferred self-assembling peptides are at least one selected from peptides having the amino acid sequences of SEQ ID NOs: 1-20, more preferably SEQ ID NOs: 1-3.

本発明において、自己組織化ペプチドハイドロゲルは、前記ペプチドが自己組織化によりナノファイバーを形成した結果として得らるものである。この自己組織化ペプチドハイドロゲルは、骨形成のスカフォールド(足場)として機能しうる。前記ナノファイバーとは、前記自己組織化ペプチドが、例えば、らせん状のβ−シート構造をとったものである。前記ナノファイバーの直径は、例えば、500nm以下、100nm未満、50nm未満、20nm未満、10nm〜20nm、5nm〜10nm、5nm未満である。   In the present invention, the self-assembled peptide hydrogel is obtained as a result of the peptide forming nanofibers by self-assembly. This self-assembled peptide hydrogel can function as a scaffold for bone formation. The nanofiber is one in which the self-assembling peptide has, for example, a helical β-sheet structure. The diameter of the nanofiber is, for example, 500 nm or less, less than 100 nm, less than 50 nm, less than 20 nm, 10 nm to 20 nm, 5 nm to 10 nm, or less than 5 nm.

本発明に用いる自己組織化ペプチドの自己組織化条件には、生理的条件のpHおよび陽イオンがあげられる。   The self-assembling conditions of the self-assembling peptide used in the present invention include physiological conditions of pH and cation.

本発明において、生理的pHは、pH6からpH8、好ましくは、pH6.5からpH7.5、さらに好ましくは、pH7.3からpH7.5である。また、本発明において陽イオンとは、たとえば、5mM〜5Mのナトリウムイオンまたはカリウムイオンである。特に1価のアルカリ金属イオンの存在が重要である。つまり、生体内に多量に存在するナトリウムイオンおよびカリウムイオンがゲル化の促進に寄与する。一度ゲル化すると通常のタンパク質の変性条件、例えば高温、酸、アルカリ、タンパク質分解酵素、尿素、グアニジン塩酸塩等の変性剤を用いても、ゲルは分解しない。   In the present invention, the physiological pH is from pH 6 to pH 8, preferably from pH 6.5 to pH 7.5, and more preferably from pH 7.3 to pH 7.5. In the present invention, the cation is, for example, 5 mM to 5 M sodium ion or potassium ion. In particular, the presence of monovalent alkali metal ions is important. That is, sodium ions and potassium ions present in large amounts in the living body contribute to the promotion of gelation. Once gelled, the gel does not degrade even when using denaturing agents such as normal protein denaturing conditions such as high temperature, acid, alkali, proteolytic enzyme, urea, guanidine hydrochloride.

前記自己組織化ペプチドハイドロゲルを形成する方法としては、例えば、最終濃度を、0.5wt%〜5.0wt%、好ましくは、0.5wt%〜3.0%、より好ましくは、0.5wt%〜1.0wt%の前記自己組織化ペプチドの水溶液とし、前記水溶液の塩濃度(例えば、NaCl)を、5mM〜5Mとする方法があげられる。よって、自己組織化ペプチドは、生理食塩水、PBS等でハイドロゲル化する。   As a method for forming the self-assembled peptide hydrogel, for example, the final concentration is 0.5 wt% to 5.0 wt%, preferably 0.5 wt% to 3.0%, more preferably 0.5 wt%. % To 1.0 wt% of the aqueous solution of the self-assembling peptide, and the salt concentration (for example, NaCl) of the aqueous solution is 5 mM to 5 M. Therefore, the self-assembling peptide is hydrogelated with physiological saline, PBS or the like.

本発明の、BMPおよび自己組織化ペプチドを含む骨形成促進組成物は、溶液、ゲルまたは固体(粉末も含む)であっても良い。骨形成促進組成物が溶液の場合、自己組織化ペプチドとBMPを含む溶液を調製し、該溶液を目的の部位に充填しin situでゲル化させる。自己組織化ペプチドは、生体と接触させることによりゲル化する。   The bone formation-promoting composition containing BMP and self-assembling peptide of the present invention may be a solution, gel or solid (including powder). When the osteogenesis promoting composition is a solution, a solution containing a self-assembling peptide and BMP is prepared, and the solution is filled into a target site and gelled in situ. Self-assembling peptides gel when contacted with a living body.

骨形成促進組成物がゲルの場合、BMPを含む自己組織化ペプチドハイドロゲルを目的の部位に充填する。BMPを含む自己組織化ペプチドハイドロゲルを調製方法は限定されない。例えば、自己組織化ペプチドとBMPを含む溶液を調製しゲル化させてもよい。また、自己組織化ペプチドハイドロゲルを作成後に、該ゲルにBMPを含ませることによって調製してもよい。自己組織化ペプチドハイドロゲルにBMPを含ませることは、該ゲルをBMPの溶液に浸漬したり、該ゲルにBMPの溶液を注入することによっても良い。さらに、自己組織化ペプチドハイドロゲルを目的の部位に充填後、該ゲルにBMPを注入しても良い。   When the osteogenesis promoting composition is a gel, a target site is filled with a self-assembled peptide hydrogel containing BMP. The method for preparing the self-assembled peptide hydrogel containing BMP is not limited. For example, a solution containing a self-assembling peptide and BMP may be prepared and gelled. Moreover, you may prepare by including BMP in this gel after creating self-assembling peptide hydrogel. The self-assembling peptide hydrogel may contain BMP by immersing the gel in a BMP solution or injecting a BMP solution into the gel. Furthermore, BMP may be injected into the gel after filling the target site with the self-assembled peptide hydrogel.

固体の骨形成促進組成物は、BMPを含む自己組織化ペプチドハイドロゲルを凍結乾燥することによって調製できる。骨形成促進組成物が固体の場合、該凍結乾燥物を目的の部位に充填する。また、自己組織化ペプチドハイドロゲルの凍結乾燥物にBMPの溶液を注入後、目的の部位に充填しても良い。また、自己組織化ペプチドハイドロゲルの凍結乾燥物を目的の部位に充填後、該凍結乾燥物にBMPの溶液を注入しても良い。   A solid osteogenesis promoting composition can be prepared by lyophilizing a self-assembled peptide hydrogel containing BMP. When the osteogenesis promoting composition is solid, the lyophilized product is filled into a target site. Alternatively, a BMP solution may be injected into a lyophilized product of a self-assembled peptide hydrogel and then filled into a target site. Alternatively, a lyophilized product of self-assembled peptide hydrogel may be filled into a target site, and then a BMP solution may be injected into the lyophilized product.

使用の態様としては、BMPと自己組織化ペプチドを含む溶液を注射器、カテーテルやピペットで目的部位に適用する。注射器、カテーテルやピペットは2つ以上から構成されていてもよい。   As a mode of use, a solution containing BMP and a self-assembling peptide is applied to a target site with a syringe, a catheter or a pipette. A syringe, a catheter, and a pipette may be comprised from 2 or more.

また、注入可能な程度の流動性を備えている骨形成促進組成物を注射器、カテーテルやピペットで目的部位に注入してもよい。   Moreover, you may inject | pour the bone formation promotion composition provided with the fluidity | liquidity of the grade which can be inject | poured into a target site with a syringe, a catheter, or a pipette.

また、この分野で通常用いられるガーゼ、包帯、インプラントなどの支持体や裏打ちの上に骨形成促進組成物を固定することも可能である。   It is also possible to fix the bone formation-promoting composition on a support or backing such as gauze, bandage or implant that is usually used in this field.

その他、骨形成促進組成物の粉末もしくは溶液を充填した噴霧式スプレーを作製することができる。   In addition, a spray spray filled with a powder or solution of the osteogenesis promoting composition can be prepared.

骨形成促進組成物は、さらに、等浸透圧性溶質を含むことが好ましい。前記等浸透圧性溶質とは、前記水溶液中に溶解された非イオン性化合物をいう。前記等浸透圧性溶質としては、例えば、単糖類や二糖類等の糖類があげられ、そのなかでも、スクロース、グルコース、ガラクトース、フルクトース、リボース、マンノース、アラビノース、キシロース等が好ましい。前記等浸透圧性溶質の濃度は、例えば、50mM、150mM、300mM、200〜250mM、250〜270mM、270〜300mM、300〜400mM、400〜500mM、500〜600mM、600〜700mM、700〜800mM、800〜900mMである。その他の等浸透圧性溶質としては、例えば、5〜20%(v/v)のグリセロールがあげられる。   The osteogenesis promoting composition preferably further contains an isotonic solute. The isotonic solute refers to a nonionic compound dissolved in the aqueous solution. Examples of the isotonic solute include saccharides such as monosaccharides and disaccharides, among which sucrose, glucose, galactose, fructose, ribose, mannose, arabinose, xylose and the like are preferable. The concentration of the isotonic solute is, for example, 50 mM, 150 mM, 300 mM, 200 to 250 mM, 250 to 270 mM, 270 to 300 mM, 300 to 400 mM, 400 to 500 mM, 500 to 600 mM, 600 to 700 mM, 700 to 800 mM, 800. ~ 900 mM. Examples of other isotonic solutes include 5 to 20% (v / v) glycerol.

前記自己組織化ペプチドハイドロゲルの水分含有量は、例えば、99%を超え、好ましくは、99.5%〜99.9%である。前記ペプチドハイドロゲルの孔サイズは、例えば、50nm〜400nmである。前記ペプチドハイドロゲルは、生体内分解性があり、骨形成とともに吸収される。その分解期間は、例えば、2〜8週間である。前記分解期間は、前記自己組織化ペプチドに、例えば、プロテアーゼによる切断部位を導入するなどして調整可能である。また、完全人工合成が可能であるから、他の動物由来材料と異なり病原菌の感染のおそれを排除できる。   The water content of the self-assembled peptide hydrogel is, for example, more than 99%, preferably 99.5% to 99.9%. The pore size of the peptide hydrogel is, for example, 50 nm to 400 nm. The peptide hydrogel is biodegradable and is absorbed along with bone formation. The decomposition period is, for example, 2 to 8 weeks. The degradation period can be adjusted, for example, by introducing a cleavage site by a protease into the self-assembling peptide. Moreover, since complete artificial synthesis is possible, unlike other animal-derived materials, the risk of infection by pathogenic bacteria can be eliminated.

本発明の骨形成促進組成物は、コラーゲンやフィブリン糊等の細胞外マトリクス(ECM)タンパク質を含んでもよい。また、ゲル化材料を含んでも良い。例えば、トロンビンや塩化カルシウムを含んでもよい。トロンビンは血漿中のフィブリノーゲンに作用し、フィブリンが生ずる。そして、フィブリンの凝集作用により粘性が増加する。また、増粘剤を含んでも良い。例えば、アルギン酸ナトリウム等の増粘多糖類、グリセリン、ワセリン等があげられる。粘度が増すことにより適用部位における定着性が向上し、骨形成が効果的となる。   The osteogenesis promoting composition of the present invention may contain an extracellular matrix (ECM) protein such as collagen or fibrin glue. Further, a gelling material may be included. For example, thrombin or calcium chloride may be included. Thrombin acts on fibrinogen in plasma to produce fibrin. And viscosity increases by the aggregation action of fibrin. Further, a thickener may be included. Examples thereof include thickening polysaccharides such as sodium alginate, glycerin, petrolatum and the like. By increasing the viscosity, the fixability at the application site is improved and bone formation becomes effective.

本発明の骨形成促進組成物は、骨組織又は歯周組織における欠損部位や損傷部位の、修復、復元又は再生の用途に使用できる。また、デンタルインプラント治療においても、デンタルインプラントを挿入するための骨移植が必要になる場合あり、そのような場合にも、本発明の骨形成促進組成物を使用して、骨移植の治癒時間の短縮をすることができる。なお、本発明の骨形成促進組成物の適用分野は、特に制限されず、例えば、頭蓋、顎、顔面の復元外科、美容外科、形成外科、整形外科、口腔外科、耳鼻咽喉科、歯科等の分野に適用できる。   The osteogenesis promoting composition of the present invention can be used for repair, restoration or regeneration of a defect site or a damaged site in bone tissue or periodontal tissue. Also, in dental implant treatment, bone transplantation for inserting a dental implant may be necessary. In such a case, the bone formation promoting composition of the present invention is used to reduce the bone graft healing time. It can be shortened. The application field of the osteogenesis promoting composition of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include skull, jaw, facial reconstruction surgery, cosmetic surgery, plastic surgery, orthopedics, oral surgery, otolaryngology, dentistry, etc. Applicable to the field.

したがって、本発明は、骨組織又は歯周組織の再生医療方法若しくは再生法であって、本発明の骨形成促進組成物を使用して、例えば、ヒト及び非ヒト動物の骨形成する工程を含む方法を含む。さらに、本発明は、デンタルインプラント治療方法であって、本発明の骨形成促進組成物を使用して、例えば、ヒト及び非ヒト動物の骨組織又は歯周組織の形成又は再生をする工程を含む治療方法を含む。また、本発明は、骨組織又は歯周組織の再生医療方法若しくは再生法、又は、デンタルインプラント治療方法における本発明の骨形成促進組成物の使用を含む。   Accordingly, the present invention is a method for regenerative medical treatment or regeneration of bone tissue or periodontal tissue, and includes, for example, the step of bone formation in human and non-human animals using the osteogenesis promoting composition of the present invention. Including methods. Furthermore, the present invention is a method for treating dental implants, comprising the step of forming or regenerating, for example, bone tissue or periodontal tissue of human and non-human animals using the bone formation promoting composition of the present invention. Including methods of treatment. The present invention also includes the use of the osteogenesis promoting composition of the present invention in a bone tissue or periodontal tissue regeneration medical method or regeneration method, or a dental implant treatment method.

さらに、本発明は、骨組織又は歯周組織の再生医療方法若しくは再生法、又は、デンタルインプラント治療方法のためのキットであって、前記自己組織化ペプチド、凍結乾燥又は凍結した前記BMPや、試薬等を含むキットを含む。   Furthermore, the present invention is a kit for a regenerative medical method or regeneration method for bone tissue or periodontal tissue, or a dental implant treatment method, wherein the self-assembling peptide, the freeze-dried or frozen BMP, and the reagent Including kits.

以下、実施例によって、本発明の骨形成促進組成物をさらに詳細に説明するが、本発明はその趣旨と適用範囲に逸脱しない限りこれらに限定されるものではない。   Hereinafter, although the osteogenesis promoting composition of the present invention will be described in more detail by way of examples, the present invention is not limited thereto without departing from the spirit and scope of application.

[材料および方法]
(ウサギ動物実験モデル)
New Zealand White rabbit(8カ月齢、3〜4kg、日本エスエルシー株式会社)5匹を用いた。頭頂部皮膚を切開し、頭頂骨部の骨膜を除去した後、頭頂骨面にトレフィンバー(株式会社デンテック、ボーントレフィン6.0)を用いて、直径6mm、深さ1mmの溝を1匹につき4個形成し、溝の内部骨面に骨孔を各5個作製した(図1(1))後、内径6mm、外径7mm、高さ7mmの純チタン製円筒(株式会社SPF、特注品、チタン>99.5%)を溝にはめ込み固定した(図1(2))。円筒は1匹につき各4個設置し、下記(1)〜(4)の各移植材料を円筒内に移植した。
[Materials and methods]
(Rabbit animal experiment model)
Five New Zealand White rabbits (8 months old, 3-4 kg, SLC Japan) were used. After incising the parietal skin and removing the periosteum from the parietal bone, use a trephine bar (Dentech Co., Ltd., bone trephine 6.0) on the parietal bone surface to create one groove with a diameter of 6 mm and a depth of 1 mm. After forming 5 holes for each on the inner bone surface of the groove (Fig. 1 (1)), a pure titanium cylinder with an inner diameter of 6mm, an outer diameter of 7mm, and a height of 7mm (SPF Co., Ltd., special order) Product, titanium> 99.5%) was fixed in the groove (FIG. 1 (2)). Four cylinders were installed for each animal, and the transplant materials (1) to (4) below were transplanted into the cylinder.

(移植材料の処理)
rhBMP-2(ペプロテック社、Reconbinant Human BMP−2)は20%スクロース水溶液に溶解した(rhBMP-2の20% スクロース水溶液)。1%ピュアマトリックス(登録商標)(株式会社スリー・ディー・マトリックス)は超音波処理(ヤマト科学株式会社、8510J−DTH、37℃、30分間)した後、0.22μmフィルターを通し、20%スクロース水溶液またはrhBMP-2の20% スクロース水溶液に溶解した。移植直前に、PBSを添加することでペプチドハイドロゲル化した。
(Processing of transplant material)
rhBMP-2 (Peprotech, Recombinant Human BMP-2) was dissolved in a 20% aqueous sucrose solution (20% aqueous sucrose solution of rhBMP-2). 1% Pure Matrix (registered trademark) (3D Matrix Co., Ltd.) was sonicated (Yamato Scientific Co., Ltd., 8510J-DTH, 37 ° C., 30 minutes), passed through a 0.22 μm filter, and 20% sucrose aqueous solution Alternatively, it was dissolved in a 20% aqueous sucrose solution of rhBMP-2. Immediately before implantation, PBS was added to form a peptide hydrogel.

(移植材料の移植)
(1)コントロール(Empty、移植物なし)
(2)rhBMP-2のみ(BMP)
rhBMP-2(円筒内最終濃度25μg/ml)の20% スクロース水溶液:50μl
生理食塩水:50μl
リン酸バッファー(PBS):100μl、
(合計200μl)
(3)ピュアマトリックスのみ(PM)
1% ピュアマトリックス(登録商標):50μl
20% スクロース水溶液:50μl
リン酸バッファー(PBS):100μl、
(合計200μl)
(4)ピュアマトリックスおよびrhBMP-2(PM+BMP)
1% ピュアマトリックス(登録商標):50μl
rhBMP-2(円筒内最終濃度25μg/ml)の20% スクロース水溶液:50μl
リン酸バッファー(PBS):100μl
(合計200μl)
(Transplant of transplant material)
(1) Control (Empty, no implant)
(2) rhBMP-2 only (BMP)
rhBMP-2 (final concentration in cylinder: 25 μg / ml) 20% sucrose aqueous solution: 50 μl
Saline: 50 μl
Phosphate buffer (PBS): 100 μl,
(Total 200μl)
(3) Pure matrix only (PM)
1% pure matrix (registered trademark): 50 μl
20% aqueous sucrose solution: 50 μl
Phosphate buffer (PBS): 100 μl,
(Total 200μl)
(4) Pure matrix and rhBMP-2 (PM + BMP)
1% pure matrix (registered trademark): 50 μl
rhBMP-2 (final concentration in cylinder: 25 μg / ml) 20% sucrose aqueous solution: 50 μl
Phosphate buffer (PBS): 100 μl
(Total 200μl)

rhBMP-2の溶液、ピュアマトリックスのゲル、またはrhBMP-2含有ピュアマトリックスゲル各200μlを頭頂骨部に予め設置してある各純チタン製円筒に、1ml注射用シリンジ(テルモ株式会社、テルモ1mlシリンジ)と18ゲージ針(テルモ株式会社、テルモ注射針18G)を用いて注入した(図1(3))。   1 ml syringe for injection (Terumo Corporation, Terumo 1 ml syringe) into each pure titanium cylinder in which 200 μl each of rhBMP-2 solution, pure matrix gel, or rhBMP-2 containing pure matrix gel is placed on the parietal bone ) And an 18 gauge needle (Terumo Corporation, Terumo Injection Needle 18G) (FIG. 1 (3)).

注入後は直径7mm、厚さ0.3mmの純チタン板(株式会社東京チタニウム、チタン薄板)で円筒上部を閉鎖(図1(4))し、頭頂部皮膚のフラップを閉じて手術終了とした。注入後8週において屠殺し、非脱灰研磨切片を作製し、0.1%トルイジンブルー染色にて円筒内部の組織量、最大骨高さ、骨量について顕微鏡(株式会社キーエンス、BZ−8000)、画像解析ソフト(アメリカ国立衛生研究所、Image J)を用いて計測し、実験群間で比較評価した。   After injection, the upper part of the cylinder was closed with a pure titanium plate (Tokyo Titanium Co., Ltd., titanium thin plate) having a diameter of 7 mm and a thickness of 0.3 mm (FIG. 1 (4)), and the flap on the parietal skin was closed to complete the operation. Slaughtered 8 weeks after injection, non-demineralized polished sections were prepared, and the amount of tissue inside the cylinder, the maximum bone height, and the bone mass were stained with 0.1% toluidine blue stain (Keyence Corporation, BZ-8000), image Measurements were made using analysis software (National Institutes of Health, Image J), and comparisons were made between experimental groups.

[結果]
全ての実験群の円筒内増生組織中に新生骨および結合組織の増生が認められ、組織中には血管構造や骨芽細胞様細胞の存在が認められた(図3)。組織像(図4)に示す通り、4群の中ではピュアマトリックスとBMP併用群で最も多くの増生組織が認められた。
[result]
Growth of new bone and connective tissue was observed in the in-cylinder augmented tissues of all experimental groups, and the presence of vascular structures and osteoblast-like cells was observed in the tissues (FIG. 3). As shown in the histology (FIG. 4), among the four groups, the most proliferative tissue was observed in the pure matrix and BMP combination group.

画像解析ソフトで定量化したグラフでは、ピュアマトリックスとBMPの併用群は円筒内増生組織量で、コントロール群に比べ有意に増加が認められた(図5A、B)。次に、円筒内最大骨高さでは、ピュアマトリックスとBMP併用群は他のすべての群に比べて有意に増加が認められた(図5A、C)。同様に円筒内骨量においても、ピュアマトリックスとBMP併用群は、コントロール群に比べ有意に増加が認められた(図5A、D)。   In the graph quantified by the image analysis software, the combination group of pure matrix and BMP showed a significant increase in the amount of tissue grown in the cylinder as compared with the control group (FIGS. 5A and B). Next, in the maximum bone height in the cylinder, the pure matrix and BMP combination group was significantly increased as compared with all other groups (FIGS. 5A and 5C). Similarly, also in the amount of bone in the cylinder, the pure matrix and BMP combination group significantly increased compared to the control group (FIGS. 5A and 5D).

[考察]
本実験において、ピュアマトリックスとBMPの併用は、コントロールまたはピュアマトリックスやBMPの単独使用群と比べて、骨形成に有用であることが認められた。
[Discussion]
In this experiment, it was confirmed that the combination of pure matrix and BMP was more useful for bone formation than the control or pure matrix or BMP single use group.

ピュアマトリックスによる骨形成作用のみでは、骨誘導効果が小さく、骨増生量としては不十分であった。また、BMP単独では空間内での維持が困難なため骨増生量が得られにくかった。そこで、ピュアマトリックスとBMPを混合することで、ピュアマトリックス内にBMPが蓄積・保持されることで、空間内全体の適切な濃度維持が可能になり骨誘導効果が発揮されたため、骨形成作用が増加したと考えられる。   The osteogenesis effect by pure matrix alone has a small osteoinductive effect and is insufficient as a bone augmentation amount. In addition, it is difficult to obtain a bone augmentation amount because BMP alone is difficult to maintain in the space. Therefore, by mixing pure matrix and BMP, BMP is accumulated and retained in the pure matrix, so that it is possible to maintain an appropriate concentration throughout the space and the osteoinductive effect is exhibited. It is thought that it increased.

ピュアマトリックスは骨形成における細胞の足場や、BMPのキャリアーとして機能しうることが確認された。   It was confirmed that the pure matrix can function as a scaffold for cells in bone formation and a carrier for BMP.

本発明の骨形成促進組成物は、例えば、頭蓋、顎、顔面の復元外科、美容外科、形成外科、整形外科、口腔外科、耳鼻咽喉科、歯科等の分野において、骨組織や歯周組織の欠損・損傷部位の修復、復元、再生のための使用に有用である。   The bone formation-promoting composition of the present invention is used in the fields of skull, jaw, facial reconstruction surgery, cosmetic surgery, plastic surgery, orthopedic surgery, oral surgery, otolaryngology, dentistry, etc. Useful for repairing, restoring, and regenerating defect / damage sites.

Claims (4)

骨形成因子(BMP)および配列番号1〜20からなる群から選択される自己組織化ペプチドを含む、骨形成促進組成物。   An osteogenesis promoting composition comprising a bone morphogenetic factor (BMP) and a self-assembling peptide selected from the group consisting of SEQ ID NOs: 1-20. 該自己組織化ペプチドの濃度が、0.5〜5.0%(w/v)である、請求項1記載の骨形成促進組成物。   The osteogenesis promoting composition according to claim 1, wherein the concentration of the self-assembling peptide is 0.5 to 5.0% (w / v). 骨形成因子が、組換え型の骨形成因子である、請求項1〜2のいずれか一に記載の骨形成促進組成物。   The osteogenesis promoting composition according to any one of claims 1 to 2, wherein the osteogenic factor is a recombinant osteogenic factor. 骨形成因子の最終濃度が、2.5〜500μg/mlである、請求項1〜3のいずれか一項に記載の骨形成促進組成物。   The osteogenesis promoting composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the final concentration of the osteogenic factor is 2.5 to 500 µg / ml.
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