JP2004143165A - Periodontium regenerant, method for extracting active ingredient of the same, and plasmid - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、歯周病などの治療により除去された歯周組織、特にセメント質、歯根膜を効果的に回復することのできる歯周組織再生剤、およびその有効成分抽出法、さらにはその有効成分の生産に用いることのできるプラスミドに関する。 The present invention relates to a periodontal tissue regenerating agent capable of effectively recovering periodontal tissue, particularly cementum, periodontal ligament removed by treatment of periodontal disease, etc., and an effective component extraction method thereof, and further its effectiveness The present invention relates to a plasmid that can be used for production of components.
口内における細菌やそれらの生産物が歯に付着することにより生成する歯垢や歯石は虫歯の原因となるほか歯周病の原因ともなる。歯周病は歯根膜やセメント質を冒して、これが進行すると歯槽骨が失われて歯が抜け落ちてしまうということは従来より知られており、日本における成人の約8割もが歯周病に冒されているといわれている。
歯周病の治療としては、原因となる歯垢や歯石、不良肉芽などを除去して新しい歯周組織を再生回復させるという方法が採られているが、歯垢や歯石、不良肉芽を除去するのみでは、歯周病の進行を阻止することは可能であっても、除去された歯周組織を再生することは難しい。
Plaque and calculus generated by the bacteria and their products in the mouth adhering to the teeth cause tooth decay and periodontal disease. Periodontal disease affects the periodontal ligament and cementum, and it has been known that alveolar bone is lost and teeth fall out as it progresses. About 80% of adults in Japan suffer from periodontal disease. It is said to have been affected.
Periodontal disease is treated by removing the causative plaque, calculus, and defective granulation to regenerate and recover new periodontal tissue, but remove plaque, calculus, and defective granulation. However, it is difficult to regenerate the removed periodontal tissue even though it is possible to prevent the progression of periodontal disease.
さて、本発明者らは、ブタ幼若エナメル質からエナメル質形成に関わる成分について、421アミノ酸からなるエナメル蛋白質であるシースリンを分離するのに成功し、その遺伝子配列についても明らかにしている(J.Dent.Res.76(2):648−657)。
また、このシースリンのうち、さらにエナメル質形成の一旦を担う部分について検討を進めた結果、例えばブタの場合には、シースリンを構成する421アミノ酸配列のうち、27〜196段目のアミノ酸配列を有する分子量13〜17kDaのエナメル蛋白質にその活性があることを発見し、これをシースプロテインと命名した。
Now, the present inventors have succeeded in separating sheathin, which is an enamel protein consisting of 421 amino acids, from the juvenile enamel, and have also revealed the gene sequence (J Dent. Res. 76 (2): 648-657).
In addition, as a result of investigations on the portion of this sheathrin that once plays a role in enamel formation, for example, in the case of pigs, the amino acid sequence of the 27th to 196th stages is included in the 421 amino acid sequence constituting the sheathrin. It was discovered that an enamel protein having a molecular weight of 13 to 17 kDa has the activity, and this was named sheath protein.
ところで、これらのエナメル質形成に関わる作用のあるエナメル蛋白質は、歯周組織の再生にも関わっていることが最近明らかになり、ブタの永久歯歯胚から幼若エナメル質を調製し、それを0.5M酢酸溶液で可溶化して素早く透析し、酢酸可溶性画分として凍結乾燥してさらに処理することにより得られた標品が、歯周病の治療などにより失われた歯周組織を再生させることのできる薬剤(生化学工業社製商品名“エムドゲイン”)として開発されている。この薬剤の主成分はアメロゲニンであり、歯周病治療後の歯周組織の再生を目的として用いられてはいるが、歯周組織の再生に作用する部分以外の蛋白質もマルチで含んでいるために、用いる個体によっては副作用などを生じる虞があるなどの問題があった。また、エムドゲイン単位量当たりに含まれる有効成分の含量が少なく、歯周組織の再生に有効な十分量を治療箇所に施すことができないなどの問題を有していた。
本発明は、少量塗布するのみで、速やかに、かつ優れた歯周組織の再生作用を発揮し、有効成分として歯周組織の再生に直接関与するエナメル蛋白質のほかには余分な蛋白質を含まないため、これによる副作用などが殆ど起こらない歯周組織再生剤、その有効成分抽出法、およびその有効成分の生産に用いることのできるプラスミドを提供することを課題とする。 The present invention exhibits a periodontal tissue regeneration action quickly and with only a small amount of application, and does not contain extra protein in addition to the enamel protein directly involved in periodontal tissue regeneration as an active ingredient. Therefore, it is an object of the present invention to provide a periodontal tissue regenerating agent that hardly causes side effects due to this, a method for extracting the active ingredient, and a plasmid that can be used for producing the active ingredient.
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を行った結果、シースリンを構成するアミノ酸配列のうちの、特定の段数で構成されるシースプロテインに、エナメル質形成に関わる作用のみならず、優れた歯周組織再生作用があることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、哺乳類由来のシースプロテインを有効成分として含有することを特徴とする歯周組織再生剤、ブタ由来であって、VPAFPRQPGTPGVASLSLETMRQLGSLQGLNMLSQYSRFGFGKSFNSLWMHGLLPPHSSFQWMRPREHETQQYEYSLPVHPPPLPSQPSLQPQQPGQKPFLQPTVVTSIQNPVQKGVPQPPIYQGHPPLQQVEGPMVQQQVAPSEKPPEAELPGLDFADPQDPSMFPIARのアミノ酸配列を有するシースプロテインを有効成分として含有することを特徴とする歯周組織再生剤、およびヒト由来であって、VPFFPQQSGTPGMASLSLETMRQLGSLQRLNTLSQYSRYGFGKSFNSLWMHGLLPPHSSLPWMRPREHETQQYEYSLPVHPPPLPSQPSLKPQQPGLKPFLQSAAATTNQATALKEALQPPIHLGHLPLQEGELPLVQQQVAPSDKPPKPELPGVDFADPQGPSLPGMDFPDPQGPSLPGLDFADPQGSTIFQIARのアミノ酸配列を有するシースプロテインを有効成分として含有することを特徴とする歯周組織再生剤をその要旨とし、該有効成分を該再生剤100mg中、0.0001〜5mg含有することが好ましい。
また、本発明は、上記のシースプロテインが、アメロゲニン、エナメリンを会合したものであってもよく、この場合の有効成分は、歯周組織再生剤100mg中、0.0003〜10mg含有することが好ましい。さらに、本発明はシースプロテイン由来のペプチドからなる歯周組織再生剤をもその要旨とする。
As a result of diligent research to solve the above problems, the inventors of the present invention not only have an effect on enamel formation on a sheath protein composed of a specific number of steps in the amino acid sequence constituting sheathrin. The inventors have found that there is an excellent periodontal tissue regeneration action, and have completed the present invention.
That is, the present invention is, periodontal tissue regeneration agent characterized by containing the sheath proteins from mammalian as active ingredient, a porcine, by containing a sheath protein having the amino acid sequence of VPAFPRQPGTPGVASLSLETMRQLGSLQGLNMLSQYSRFGFGKSFNSLWMHGLLPPHSSFQWMRPREHETQQYEYSLPVHPPPLPSQPSLQPQQPGQKPFLQPTVVTSIQNPVQKGVPQPPIYQGHPPLQQVEGPMVQQQVAPSEKPPEAELPGLDFADPQDPSMFPIAR as an active ingredient Periodontal tissue regenerative agent characterized by human origin, VPFFPQQSGTPGMASLSLETMRQLGSLQRLNTLSQYSRYGFGKSFNSLWMHGLLPPHSSLPWMRPREHETQQYEYSLPVHPPPLPSQPSLKPQQPGLKPFLQSAAATTNQATALKEALQPPIHLGHLPLQ EGELPLVQQQVAPSDKPPKPELPGVDFADPQGPSLPGMDFPDPQGPSLPGLDFADPQGSTIFQIAR contains a sheath protein having an amino acid sequence as an active ingredient, and it is preferable to contain 0.0001 to 5 mg of the active ingredient in 100 mg of the regenerant.
In the present invention, the above-described sheath protein may be one in which amelogenin and enamelin are associated, and the active ingredient in this case is preferably contained in 0.0003 to 10 mg in 100 mg of periodontal tissue regenerating agent. . Furthermore, the gist of the present invention is a periodontal tissue regenerating agent comprising a peptide derived from a sheath protein.
加えて、本発明は、(1)哺乳類の歯胚から幼若エナメル質を調製し、(2)これに中性緩衝液を加え、低温下にてホモジナイズして中性不溶性画分を得る、(3)これにアルカリ性緩衝液を加えて低温下にてホモジナイズし、アルカリ可溶性画分を得る、(4)アルカリ可溶性画分を限外濾過膜により濃縮し、(5)クロマトグラフィーにかけ、最初に溶出してくる画分を分取する、(6)この画分についてイオン交換を行い、最初に溶出してくる画分を分取する、という操作を行うことを特徴とする歯周組織再生剤の有効成分抽出法、および(1)哺乳類の歯胚から幼若エナメル質を調製し、(2)これにアルカリ性緩衝液を加えて撹拌抽出し、遠心分離して沈殿物を除き、低温下にて硫安分画を行う、(3)得られた試料を限外濾過膜により脱塩する、という操作を行うことを特徴とする歯周組織再生剤の有効成分抽出法もその要旨とし、シースプロテインをコードするDNAを有することを特徴とするプラスミドをもその要旨とする。 In addition, the present invention comprises (1) preparing a young enamel from a mammalian tooth germ, (2) adding a neutral buffer thereto, and homogenizing at a low temperature to obtain a neutral insoluble fraction. (3) Alkaline buffer solution is added to this and homogenized at a low temperature to obtain an alkali-soluble fraction. (4) The alkali-soluble fraction is concentrated with an ultrafiltration membrane and (5) subjected to chromatography. Periodontal tissue regenerating agent characterized by fractionating eluted fraction, (6) performing ion exchange on this fraction, and fractionating first eluted fraction (1) Prepare young enamel from mammalian tooth germs, (2) Add alkaline buffer to this and stir extract, centrifuge to remove precipitates, (3) Ultrafiltration of the obtained sample The active ingredient extraction method of the periodontal tissue regeneration agent characterized by performing an operation that is desalted also as its gist, also as its gist the plasmid characterized by having a DNA encoding a sheath protein.
本発明において歯周組織とは、歯茎、セメント質、歯根膜、歯肉、歯槽骨などを意味する。したがって、本発明の歯周組織再生剤は、それらの組織を再生するという目的を有するものであるが、主にセメント質、歯根膜の再生作用に特に優れ、その他の歯周組織については二次的な再生作用を有するものである。
本発明の歯周組織再生剤は、哺乳類の歯胚から調製する幼若エナメル質に由来するエナメル蛋白質であるシースリンのうち、歯周組織の再生作用を有する部分、すなわちシースプロテインを有効成分とするものである。具体的には、ブタの場合、シースリンを構成する421アミノ酸配列のうちの27〜196段目であるVPAFPRQPGTPGVASLSLETMRQLGSLQGLNMLSQYSRFGFGKSFNSLWMHGLLPPHSSFQWMRPREHETQQYEYSLPVHPPPLPSQPSLQPQQPGQKPFLQPTVVTSIQNPVQKGVPQPPIYQGHPPLQQVEGPMVQQQVAPSEKPPEAELPGLDFADPQDPSMFPIARからなるアミノ酸配列を有する分子量13〜17kDaのエナメル蛋白質がシースプロテインであり、ヒトの場合、シースリンを構成する447アミノ酸配列のうちの27〜222段目であるVPFFPQQSGTPGMASLSLETMRQLGSLQRLNTLSQYSRYGFGKSFNSLWMHGLLPPHSSLPWMRPREHETQQYEYSLPVHPPPLPSQPSLKPQQPGLKPFLQSAAATTNQATALKEALQPPIHLGHLPLQEGELPLVQQQVAPSDKPPKPELPGVDFADPQGPSLPGMDFPDPQGPSLPGLDFADPQGSTIFQIARからなるアミノ酸配列を有する分子量13〜19kDaのエナメル蛋白質がシースプロテインである。
なお、シースプロテインは、例えばシースリンなどと比較すると、歯周組織の再生に必要な箇所を効率良く含んでいることは事実であるが、歯周組織再生に直接関わる箇所以外の部分を含んでいる可能性もあり、その全てのアミノ酸配列が必ずしも必要ではない場合もある。すなわち、シースプロテインを構成するアミノ酸配列は、より歯周組織再生作用の強い部位を包含している可能性があり、そのような箇所、すなわちシースプロテイン由来のペプチドを用いることにより、更に効率的に歯周組織再生作用を得ることができる場合もある。
In the present invention, the periodontal tissue means gums, cementum, periodontal ligament, gingiva, alveolar bone and the like. Therefore, the periodontal tissue regenerating agent of the present invention has the purpose of regenerating those tissues, but is particularly excellent mainly in the regeneration action of cementum and periodontal ligament, and other periodontal tissues are secondary. Have a regenerative action.
The periodontal tissue regenerative agent of the present invention comprises a portion having an action of regenerating periodontal tissue, ie, sheath protein, as an active ingredient in sheathrin which is an enamel protein derived from juvenile enamel prepared from a mammalian tooth germ. Is. Specifically, in the case of pigs, enamel protein having a molecular weight 13~17kDa having an amino acid sequence consisting VPAFPRQPGTPGVASLSLETMRQLGSLQGLNMLSQYSRFGFGKSFNSLWMHGLLPPHSSFQWMRPREHETQQYEYSLPVHPPPLPSQPSLQPQQPGQKPFLQPTVVTSIQNPVQKGVPQPPIYQGHPPLQQVEGPMVQQQVAPSEKPPEAELPGLDFADPQDPSMFPIAR is 27-196 stage of the 421 amino acid sequence constituting the sheathlin is sheath proteins, in humans, VPFFPQQSGTPGMASLSLETMRQLGSLQRLNTLSQYSRYGFGKSFNSLWMHGLLPPHSSLPWMRPREHETQQYEYSLPVHPPPLPSQPSLKPQQ which is the 27th to 222nd stage of the 447 amino acid sequence constituting the sheathlin PGLKPFLQSAAATTNQATALKEALQPPIHLGHLPLQEGELPLVQQQVAPSDKPPKPELPGVDFADPQGPSLPGMDFPDPQGPSLPGLDFADPQGSTIFQIAR enamel protein having a molecular weight of 13 to 19 kDa is a sheath protein.
In addition, although it is a fact that sheath protein contains the part required for periodontal tissue reproduction | regeneration efficiently compared with sheathlin etc., for example, it contains parts other than the part directly related to periodontal tissue reproduction | regeneration. There is a possibility that not all the amino acid sequences are necessary. That is, the amino acid sequence constituting the sheath protein may include a site with a stronger periodontal tissue regeneration action, and by using such a site, that is, a peptide derived from the sheath protein, the amino acid sequence can be more efficiently used. In some cases, periodontal tissue regeneration can be obtained.
シースプロテインは、本発明の歯周組織再生剤100mgに有効成分として、0.0001〜5mg、好ましくは0.001〜3mg、より好ましくは0.01〜1mg程度含有させることにより、その歯周組織の再生作用を十分に発揮することができる。
また、本発明の歯周組織再生剤の有効成分であるシースプロテインは、アメロゲニンやエナメリンなどのエナメル蛋白質を会合していてもよく、これらのエナメル蛋白質が会合したシースプロテインを用いる方が優れた歯周組織再生作用を発揮することもある。シースプロテインがアメロゲニンやエナメリンを会合した複合体を用いる場合において、該複合体からなる有効成分の含有量は、本発明の歯周組織再生剤100mgに、0.0003〜10mg、好ましくは、0.003〜5mg、より好ましくは、0.03〜3mg程度とする。
有効成分の量が上記未満では、歯周組織の再生作用が十分に得られないことがあり、上記より多いと、効果が飽和しているにもかかわらず、コストが高くなり経済的に不利となる。
The sheath protein contains 0.0001 to 5 mg, preferably 0.001 to 3 mg, more preferably about 0.01 to 1 mg of the periodontal tissue as an active ingredient in 100 mg of the periodontal tissue regenerating agent of the present invention. It is possible to sufficiently exhibit the regenerating action.
In addition, the sheath protein that is an active ingredient of the periodontal tissue regenerating agent of the present invention may be associated with enamel proteins such as amelogenin and enamelin, and it is better to use a sheath protein in which these enamel proteins are associated. Peripheral tissue regeneration may be exerted. In the case of using a complex in which sheath protein is associated with amelogenin or enamelin, the content of the active ingredient composed of the complex is 0.0003 to 10 mg, preferably 0.003 to 100 mg of the periodontal tissue regenerating agent of the present invention. 003 to 5 mg, more preferably about 0.03 to 3 mg.
If the amount of the active ingredient is less than the above, the periodontal tissue regeneration action may not be sufficiently obtained. If the amount is more than the above, the effect is saturated, but the cost becomes high and economically disadvantageous. Become.
本発明の歯周組織再生剤の有効成分であるシースプロテインは、哺乳類の歯胚から抽出することにより調製しても良いし、シースプロテインをコードするDNAを有するプラスミドを用いることによりリコンビナントタンパク質として調製しても良い。由来として相応しい哺乳類としては、ブタ、ウシ、サル、ラット、ウマ、ヒトなどが挙げられ、なかでもブタ、ヒトなどを好ましく用いることができる。上記のいずれの方法においても、シースプロテインの調製には歯胚、および/または萌出歯を要するため、いずれについても幼少期の個体を用いるのが好ましく、具体的には、例えばブタの場合、生後5〜7ヶ月程度の個体を用いるのが好ましい。 The sheath protein that is an active ingredient of the periodontal tissue regenerating agent of the present invention may be prepared by extraction from a mammalian tooth germ, or prepared as a recombinant protein by using a plasmid having a DNA encoding the sheath protein. You may do it. Examples of suitable mammals include pigs, cows, monkeys, rats, horses, humans and the like, and among them, pigs, humans and the like can be preferably used. In any of the above methods, since preparation of sheath protein requires a tooth germ and / or erupted tooth, it is preferable to use an individual at an early stage for both, specifically, for example, in the case of a pig, after birth It is preferable to use an individual of about 5 to 7 months.
本発明において、シースプロテインの抽出法には二通りある。第一の方法は、(1)哺乳類の歯胚から幼若エナメル質を調製し、(2)これに中性緩衝液を加え、低温下にてホモジナイズして中性不溶性画分を得る、(3)これにアルカリ性緩衝液を加えて低温下にてホモジナイズし、アルカリ可溶性画分を得る、(4)アルカリ可溶性画分を限外濾過膜により濃縮し、(5)クロマトグラフィーにかけ、最初に溶出してくる画分を分取する、(6)この画分についてイオン交換を行い、最初に溶出してくる画分を分取する、という方法であって、量産には向かない場合があるが、抽出されるシースプロテインの精製度は高く、抽出効果も高い。
本抽出方法において、よりシースプロテインの精製度を上げたい場合には、必要により上記の操作に加えて、グアニジン溶液中にて、他のエナメル蛋白質の会合を抑えてゲル濾過を行うとよい。
In the present invention, there are two sheath protein extraction methods. The first method is (1) preparing a young enamel from a mammalian tooth germ, (2) adding a neutral buffer to this, and homogenizing at a low temperature to obtain a neutral insoluble fraction. 3) Add alkaline buffer to this and homogenize at low temperature to obtain an alkali-soluble fraction. (4) Concentrate the alkali-soluble fraction with an ultrafiltration membrane, (5) Chromatography, elution first (6) This is a method in which ion exchange is performed on this fraction and the fraction that elutes first is collected, which may not be suitable for mass production. The degree of purification of the extracted sheath protein is high and the extraction effect is also high.
In this extraction method, when it is desired to further increase the degree of purification of the sheath protein, gel filtration may be performed in the guanidine solution while suppressing the association of other enamel proteins, if necessary.
(1)で幼若エナメル質を調製するには、幼少期の哺乳類の顎骨より歯胚を取り出し、歯髄などを取り除いて洗浄した後に、チーズ様の硬さ部分、すなわち基質形成期の幼若エナメル質から表層部分だけを削り取るなどして分取すればよい。表層部分だけを分取するのは、この部分に新生幼若エナメル質(すなわち、できたばかりの幼若エナメル質)があり、強い歯周組織再生作用がこの部分に存在するからである。なお、歯胚は、永久歯、乳歯いずれについても用いることができる。この際、不要な歯の残骸などは取り除いておくとよい。(2)で用いる中性緩衝液は、幼若エナメル質のグラム当たり5〜50ml、好ましくは10〜30ml加え、低温下、すなわち0〜8℃、好ましくは2〜5℃にてホモジナイズし、遠心分離して上清を除去する操作を3〜4回繰り返すことにより、プロテアーゼなどが除去された粗シースプロテインが不溶物、すなわち中性不溶性画分として残る。なお、この操作を繰り返す際は、試料の温度の上がりすぎに注意して行うのがよい。(3)で用いるアルカリ性緩衝液は、得られた中性不溶性画分にグラム当たり5〜50ml、好ましくは10〜30ml加え、低温下、すなわち0〜8℃、好ましくは2〜5℃にてホモジナイズして遠心分離することによりアルカリ可溶性画分を得ることができる。 To prepare juvenile enamel in (1), remove the tooth germ from the jawbone of a young mammal, remove the pulp and wash it, and then the cheese-like hard part, that is, the juvenile enamel in the substrate formation stage What is necessary is just to scrape only the surface layer part from the quality. The reason why only the surface layer portion is separated is that there is a neonatal juvenile enamel (that is, a juvenile enamel that has just been made) in this portion, and a strong periodontal tissue regeneration action exists in this portion. The tooth germ can be used for both permanent teeth and deciduous teeth. At this time, it is advisable to remove unnecessary tooth debris. The neutral buffer used in (2) is added in an amount of 5 to 50 ml, preferably 10 to 30 ml per gram of juvenile enamel, homogenized at a low temperature, that is, 0 to 8 ° C., preferably 2 to 5 ° C., and centrifuged. By repeating the operation of separating and removing the supernatant 3 to 4 times, the crude sheath protein from which proteases and the like have been removed remains as an insoluble matter, that is, a neutral insoluble fraction. In addition, when repeating this operation, it is better to be careful not to raise the temperature of the sample too much. The alkaline buffer used in (3) is added to the obtained neutral insoluble fraction in an amount of 5 to 50 ml, preferably 10 to 30 ml, and homogenized at a low temperature, that is, 0 to 8 ° C., preferably 2 to 5 ° C. Then, an alkali-soluble fraction can be obtained by centrifugation.
上記のシースプロテインの抽出法において、(2)で用いる中性緩衝液とは、pHが6〜8、好ましくは7.0〜7.6、より好ましくは7.2〜7.4の緩衝液をいい、具体的には、リン酸緩衝液、トリス−塩酸緩衝液、Sorensen緩衝液などを用いることができるが、好ましくはリン酸緩衝液を用いるのがよく、10〜100mM、好ましくは40〜60mM程度のものを用いるのが好ましい。(3)で用いるアルカリ性緩衝液は、pHが9〜13、好ましくは10〜11、より好ましくは10.5〜10.8の緩衝液をいい、具体的には、炭酸緩衝液、アンモニア溶液などを用いることができるが、好ましくは炭酸緩衝液などの弱塩緩衝液を用いるのがよく、10〜100mM、好ましくは40〜60mM程度のものを用いるのが好ましい。なお、(2)、(3)の工程を該温度にて行うのは、シースプロテインの抽出効率を上げるためで、これ以上の温度において抽出操作を行った場合には、極度に抽出効率が下がってしまうことがある。(4)で用いる限外濾過膜としては、分子量1〜3kDa程度のものをふるい分けられるもの、具体的には、YM−1やウルトラセルPLAC(Milipore社製)などを用いればよい。(5)クロマトグラフィーとしては、セファデックスG−100、セファデックスG−100スーパーファインやセファロース6B(Amersham Pharmacia Biotech社製)などのカラムを用いてゲル濾過を行ってもよいし、TSKgel G3000PW(東ソー社製)などのカラムを用いて高速液体クロマトグラフィーを行ってもよいが、好ましくはセファデックスG−100スーパーファインを用いたゲル濾過を行うのがよく、(3)で用いた緩衝液と同じ緩衝液で平衡化してから用いるとよい。(6)でのイオン交換は、5〜8Mの尿素中(緩衝液にてpHを7.4付近に調整)にて、ワットマンQ(Whatman社製商品名”EXPRESS−ION EXCHANGER Q”)などのセルロースイオン交換体などを用いて行う。上記のアルカリ可溶性画分のうち、最大で約15重量%がこの画分、すなわちシースプロテインとして溶出される。 In the above-described sheath protein extraction method, the neutral buffer used in (2) is a buffer having a pH of 6 to 8, preferably 7.0 to 7.6, more preferably 7.2 to 7.4. Specifically, phosphate buffer, Tris-HCl buffer, Sorensen buffer and the like can be used, but phosphate buffer is preferably used, and 10 to 100 mM, preferably 40 to It is preferable to use about 60 mM. The alkaline buffer used in (3) refers to a buffer having a pH of 9 to 13, preferably 10 to 11, more preferably 10.5 to 10.8. Specifically, a carbonate buffer, an ammonia solution, etc. However, it is preferable to use a weak salt buffer such as a carbonate buffer, and it is preferable to use a solution of about 10 to 100 mM, preferably about 40 to 60 mM. The reason why the steps (2) and (3) are performed at this temperature is to increase the extraction efficiency of the sheath protein. If the extraction operation is performed at a temperature higher than this, the extraction efficiency is extremely reduced. May end up. As the ultrafiltration membrane used in (4), those having a molecular weight of about 1 to 3 kDa, specifically YM-1 or Ultracell PLAC (manufactured by Millipore) may be used. (5) As chromatography, gel filtration may be performed using a column such as Sephadex G-100, Sephadex G-100 Superfine or Sepharose 6B (Amersham Pharmacia Biotech), or TSKgel G3000PW (Tosoh Corporation). High-performance liquid chromatography may be performed using a column such as that manufactured by the same company, but preferably gel filtration using Sephadex G-100 Superfine is performed, which is the same as the buffer used in (3). It may be used after equilibration with a buffer solution. Ion exchange in (6) is performed in Whatman Q (trade name “EXPRESS-ION EXCHANGER Q” manufactured by Whatman) in 5-8 M urea (pH adjusted to around 7.4 with a buffer solution). A cellulose ion exchanger is used. Of the above alkali-soluble fraction, a maximum of about 15% by weight is eluted as this fraction, ie, sheath protein.
また、上記により得られたシースプロテインの精製度を更に上げたい場合には、必要に応じて、2〜8M、好ましくは3.5〜4.5Mグアニジン溶液中、または2〜10M、好ましくは6〜8M尿素中にてゲル濾過クロマトグラフィーを行うと良い。用いるカラムとしては、セルロファインGCL−2000(チッソ株式会社製)、TSKgelG3000(東ソー社製)、TSKgelG4000PW(東ソー社製)などを挙げることができる。また、この工程は、アメロゲニンやエナメリンとシースプロテインとの会合を抑えるための工程であって、上記の溶媒を用いることにより蛋白質の抽出、最初の分画のゲル濾過の代わりとしても良い。
さらに、シースプロテインを会合体のない状態で得たい場合には、上記の工程に加えて更に、例えば担体としてRESOURCE RPC (Pharmacia Biotech)などを用い、トリフロロ酢酸−アセトニトリル系の溶液中などにおいて逆相クロマトグラフィーを行えば良い。
なお、上記の(3)の工程において、アルカリ可溶性画分側に移行せずに、結晶として残存するものに少量の粗シースプロテインが付着している。そこで、この結晶に酢酸を加えて、粗シースプロテインを溶出させて、取り出すことができる。この後、上記の(4)〜(6)の工程を行ってシースプロテインを採取すればよい。
In order to further increase the purity of the sheath protein obtained as described above, it is 2 to 8 M, preferably 3.5 to 4.5 M in guanidine solution, or 2 to 10 M, preferably 6 if necessary. Gel filtration chromatography may be performed in ~ 8M urea. Examples of the column used include Cellulofine GCL-2000 (manufactured by Chisso Corporation), TSKgel G3000 (manufactured by Tosoh Corporation), TSKgel G4000PW (manufactured by Tosoh Corporation), and the like. Further, this step is a step for suppressing the association of amelogenin or enamelin with sheath protein, and the above solvent may be used instead of protein extraction and gel filtration of the first fraction.
Further, when it is desired to obtain the sheath protein in the absence of an aggregate, in addition to the above steps, for example, RESOURCE RPC (Pharmacia Biotech) is used as a carrier, and in reverse phase in a trifluoroacetic acid-acetonitrile solution. Chromatography may be performed.
In the above step (3), a small amount of the crude sheath protein is adhered to what remains as crystals without shifting to the alkali-soluble fraction side. Therefore, acetic acid can be added to the crystals to elute the crude sheath protein and remove it. Thereafter, the steps (4) to (6) above may be performed to collect the sheath protein.
第二の方法は、(1)哺乳類の歯胚から幼若エナメル質を調製し、(2)これにアルカリ性緩衝液を加えて撹拌抽出し、遠心分離して沈殿物を除き、低温下にて硫安分画を行う、(3)得られた試料を限外濾過膜により脱塩する、という方法であって、シースプロテインの抽出・精製効果は第一の方法よりも低いが、量産が必要な際に有効である。
本方法における(1)で幼若エナメル質を調製するには、第一の方法の(1)と同様にして分取してもよいが、幼少期の哺乳類の顎骨より歯胚を取り出し、チーズ様の硬さ部分、すなわち基質形成期の幼若エナメル質において、その表層のみでなくそれら全てを用いてよい。なお、歯胚は、永久歯、乳歯いずれについても用いることができる。幼若エナメル質は、取り出した歯胚の歯髄などを除去して洗浄した後に、これから削り取ったり、緩衝液中に投入してスターラーなどにより強く撹拌するなどして分取すればよい。この際、不要な歯の残骸などは取り除いておくとよい。
The second method is (1) preparing juvenile enamel from mammalian tooth germs, (2) adding alkaline buffer solution to this, stirring and extracting, centrifuging to remove precipitates, and under low temperature This is a method in which ammonium sulfate fractionation is performed, and (3) the obtained sample is desalted with an ultrafiltration membrane, and the extraction and purification effect of the sheath protein is lower than that of the first method, but mass production is necessary. It is effective when.
To prepare juvenile enamel in (1) in this method, fractionation may be carried out in the same manner as in (1) in the first method. All of them may be used not only on the surface layer but also in the hard part, that is, juvenile enamel at the substrate formation stage. The tooth germ can be used for both permanent teeth and deciduous teeth. The juvenile enamel can be separated by removing the pulp of the extracted tooth germ and washing it, and then scraping it out or putting it into a buffer solution and stirring vigorously with a stirrer. At this time, it is advisable to remove unnecessary tooth debris.
(1)にて幼若エナメル質を調製した後は、すぐに(2)の工程に進んで構わないが、必要に応じて第一の方法における(2)の工程、すなわち中性緩衝液を用いてプロテアーゼなどを除去する工程を行ってもよい。
第二の方法において、アルカリ性緩衝液、および必要に応じて用いる中性緩衝液は、第一の方法と同様でよいが、中性緩衝液は、幼若エナメル質のグラム当たり10〜50ml、好ましくは20〜40ml、アルカリ性緩衝液は、幼若エナメル質のグラム当たり、または第一の方法における(2)の工程を行った場合には、得られた沈澱のグラム当たり10〜50ml、好ましくは20〜40ml用いる。また、本方法においての抽出はホモジナイザーを用いる必要はなく、必要に応じて行う第一の方法における(2)の工程、および本方法の(2)の工程の各工程においては、緩衝液を加えて一晩、すなわち16〜24時間程度撹拌を行えばよい。
After preparing the juvenile enamel in (1), you may proceed immediately to the step (2), but if necessary, the step (2) in the first method, ie, neutral buffer The step of removing protease and the like may be performed.
In the second method, the alkaline buffer and, if necessary, the neutral buffer may be the same as in the first method, but the neutral buffer is preferably 10 to 50 ml per gram of juvenile enamel. 20-40 ml, alkaline buffer is 10-50 ml per gram of juvenile enamel, or 10 grams per gram of precipitate obtained when step (2) in the first method is performed, preferably 20 Use ~ 40 ml. Extraction in this method does not require the use of a homogenizer, and a buffer solution is added in each step of step (2) in the first method and step (2) of this method, as necessary. Stirring may be performed overnight, that is, for about 16 to 24 hours.
続いて行う硫安分画は、低温下、すなわち0〜8℃、好ましくは2〜5℃にて行うのがよく、具体的には氷水中などで行えばよい。硫安分画は、具体的には次のように行う。まず飽和硫安の5〜10重量%、好ましくは6〜7重量%になるように硫安を加え、生じた沈澱を除去する。次に40〜50重量%、好ましくは45〜46重量%になるように硫安を加え、生じた沈澱を集める。硫安の脱塩は、10〜50mM程度の酢酸などに溶解し、第一の方法で用いるものと同様の限外濾過膜を用いるなどして行う。また、必要に応じて得られた標品を凍結乾燥してもよい。
本抽出方法において、よりシースプロテインの精製度を上げたい場合には、必要により上記の操作に加えて、第一の方法における、(5)以下の操作を行ってもよい。
Subsequent ammonium sulfate fractionation is performed at a low temperature, that is, at 0 to 8 ° C., preferably at 2 to 5 ° C., and specifically in ice water or the like. Specifically, the ammonium sulfate fractionation is performed as follows. First, ammonium sulfate is added so as to be 5 to 10% by weight, preferably 6 to 7% by weight of the saturated ammonium sulfate, and the resulting precipitate is removed. Next, ammonium sulfate is added to 40 to 50% by weight, preferably 45 to 46% by weight, and the resulting precipitate is collected. Ammonium sulfate is desalted by dissolving it in about 10 to 50 mM acetic acid and using an ultrafiltration membrane similar to that used in the first method. Moreover, you may freeze-dry the sample obtained as needed.
In the present extraction method, when it is desired to further increase the degree of purification of the sheath protein, the following operation (5) in the first method may be performed in addition to the above operation as necessary.
上記のいずれの方法により得られたシースプロテインも、アメロゲニンやエナメリンと会合した複合体で得られる場合があるが、本発明の歯周組織再生剤の有効成分としてこの複合体を用いても、何ら差し障りはない。
なお、製剤化する際、抽出により調製したシースプロテインについては、抽出後、必要に応じて得られたシースプロテイン中に含まれるプロテアーゼを失活させ、個体が有するウイルスなどの感染を防ぐため、滅菌処理を行うことが好ましい。具体的には、例えばブタの有するE型ウイルスの滅菌処理は、80℃程度の加熱を30分程度行えば良く、その他の哺乳類の有するウイルスなどについても、それぞれに合致した滅菌処理を行えばよいが、一般的には60〜100℃程度において、10〜60分程度の滅菌処理を行うとよい。必要以上に高温、長時間の滅菌処理を行うと、有効成分となるシースプロテインが変性して失活する虞があるので上記の範囲とするものであるが、上記の処理により、むしろ歯周組織の再生作用が向上する場合もある。
このようにして抽出したシースプロテインは、本発明の歯周組織再生剤の有効成分であって、エナメル質形成に関わる作用を有することはもちろんであるが、優れた歯周組織再生作用を有するため、主に歯周病などの歯科系疾患を治療した後に、除去した歯周組織を再生することを目的とした治療薬として用いることができ、ブラッシングによる歯肉の退縮や、治療した際に用いた義歯による歯根露出などに対処して歯周組織を再生することを目的とする治療薬として用いることもできるほか、インプラント表面を構成するバイオマテリアルなどとしても用いることができる。
The sheath protein obtained by any of the above methods may be obtained as a complex associated with amelogenin or enamelin, but even if this complex is used as an active ingredient of the periodontal tissue regenerating agent of the present invention, no matter what. There is no hindrance.
In addition, when formulating the sheath protein prepared by extraction, in order to inactivate the protease contained in the obtained sheath protein as necessary after extraction and to prevent infection of the individual virus, etc., sterilization It is preferable to carry out the treatment. Specifically, for example, E-type virus possessed by pigs may be sterilized by heating at about 80 ° C. for about 30 minutes, and other mammals may also be sterilized according to the respective conditions. However, it is generally good to perform sterilization for about 10 to 60 minutes at about 60 to 100 ° C. If the sterilization treatment is performed at a higher temperature for a longer time than necessary, the sheath protein as an active ingredient may be denatured and deactivated. In some cases, the regenerative action is improved.
The sheath protein extracted in this way is an active ingredient of the periodontal tissue regenerating agent of the present invention, and of course has an action related to enamel formation, but has an excellent periodontal tissue regenerating action. Can be used as a therapeutic agent for the purpose of regenerating the removed periodontal tissue after treating mainly dental diseases such as periodontal disease, and used for treatment of gingival retraction by brushing or treatment It can be used as a therapeutic agent aimed at regenerating periodontal tissue by dealing with root exposure by dentures, etc., and can also be used as a biomaterial constituting an implant surface.
上記のようにして抽出したシースプロテインは、そのまま用いたり、純水などに溶解して用いたりしても構わないが、口内に入れても差し障りのないものであって、高い粘度を有するPGA(プロピレングリコールアルギン酸塩)やヒアルロン酸などに溶解させて用いると、塗布したい部位に保持され定着しやすくなる。また、上記のような用途に用いやすくするために、有効成分であるシースプロテインのほかに、抗炎症剤、増量剤、香料、細胞成長増殖因子(TGF)や骨形成因子(BMP)などの増殖因子などを添加して歯周組織再生剤としてもよい。
また、本発明の歯周組織再生剤を用いる治療と、GTR法などの治療とを組み合わせることにより、さらに効果的に歯周組織再生作用を得ることも期待できる。
The sheath protein extracted as described above may be used as it is or dissolved in pure water or the like, but it can be safely put in the mouth and has a high viscosity PGA ( When it is used by dissolving in propylene glycol alginate) or hyaluronic acid, it is held at the site to be coated and is easily fixed. In addition to the sheath protein, which is an active ingredient, in order to make it easy to use for the above-mentioned applications, proliferation such as anti-inflammatory agents, bulking agents, fragrances, cell growth growth factor (TGF) and bone morphogenetic factor (BMP) It is good also as a periodontal tissue regeneration agent by adding a factor.
Moreover, it can be expected that the periodontal tissue regeneration action can be obtained more effectively by combining the treatment using the periodontal tissue regeneration agent of the present invention and the treatment such as GTR method.
また、本発明の歯周組織再生剤の有効成分であるシースプロテインは、表1(ヒトのシースリン(下線部はシースプロテイン)のアミノ酸配列(シースプロテインは27〜222段目)、および塩基配列(シースプロテインをコードするDNAは154〜741段目))、および表2(ブタのシースリン(下線部はシースプロテイン)のアミノ酸配列(シースプロテインは27〜196段目)、および塩基配列(シースプロテインをコードするDNAは167〜676段目))のように遺伝子レベルでのクローニングもなされており、遺伝子工学的に、あるいは培養工学的に大量に生産することもできる。すなわち、シースプロテインをコードするDNAを有するプラスミドにより大腸菌などの細菌や酵母などの真菌、あるいは哺乳類や昆虫などの動物細胞などを形質転換させ、得られた細胞を適切な条件において培養することにより、シースプロテインをリコンビナントタンパク質として大量に調製することもできる。 Moreover, the sheath protein which is an active ingredient of the periodontal tissue regenerating agent of the present invention includes the amino acid sequence of human sheathlin (underlined portion is the sheath protein) (the sheath protein is the 27th to 222nd steps), and the base sequence ( The DNA encoding the sheath protein is 154 to 741), and Table 2 (pig sheathin (underlined is the sheath protein) amino acid sequence (sheath protein is 27 to 196), and the base sequence (sheath protein is The encoded DNA has been cloned at the gene level as in the 167th to 676th steps)), and can be produced in large quantities by genetic engineering or culture engineering. That is, by transforming bacteria such as Escherichia coli and fungi such as yeast, or animal cells such as mammals and insects with plasmids having DNA encoding sheath protein, and culturing the obtained cells under appropriate conditions, A large amount of sheath protein can be prepared as a recombinant protein.
〔表1〕
10 20 30 40 50 60
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[Table 1]
10 20 30 40 50 60
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L I L C L L E M S F A V P F F P Q Q S G
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L P K D D I P G L P R S P S G K M K G L
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P S V T P A A A D P L M T P E L A D V Y
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R T Y D A D M T T S V D F Q E E A T M D
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〔表2〕
10 20 30 40 50 60
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70 80 90 100 110 120
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M P A L K I P L F K M
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K D M V L I L C L L K M S S A V P A F P
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V T S I Q N P V Q K G V P Q P P I Y Q G
550 560 570 580 590 600
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H P P L Q Q V E G P M V Q Q Q V A P S E
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K P P E A E L P G L D F A D P Q D P S M
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730 740 750 760 770 780
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G I L S S E E M A G G R G G P L A Y G A
850 860 870 880 890 900
catgttcccaggatttggaggcatgaggcccaaccttggagggatgccccccaactcagc
M F P G F G G M R P N L G G M P P N S A
910 920 930 940 950 960
caagggtggggactttactctggagtttgactccccagctgctggaaccaaaggccccga
K G G D F T L E F D S P A A G T K G P E
970 980 990 1000 1010 1020
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K G E G G A E G S P V A E A N T A D P E
1030 1040 1050 1060 1070 1080
aagcccagctctcttttcagaggtagcatctggtgtcctcggagggcttcttgctaatcc
S P A L F S E V A S G V L G G L L A N P
1090 1100 1110 1120 1130 1140
aaagggcaaaattcccaacctggcaagaggccctgcagggcggagcaggggaccccccgg
K G K I P N L A R G P A G R S R G P P G
1150 1160 1170 1180 1190 1200
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V T P A D A D P L M T P G L A D A Y E T
1210 1220 1230 1240 1250 1260
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Y G A D E T T T L G L Q E E M T M D S T
1270 1280 1290 1300 1310 1320
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A T P Y S E H T S M P G N K A Q Q P Q I
1330 1340 1350 1360 1370 1380
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K R D A W R F Q E P *
1390 1400 1410 1420 1430 1440
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1450 1460 1470 1480 1490 1500
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1510 1520 1530 1540 1550 1560
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1570 1580 1590 1600 1610 1620
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1630 1640 1650 1660 1670 1680
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1690 1700 1710 1720 1730 1740
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1750 1760 1770 1780 1790 1800
gaattataagttatttcactcaaacgttattaaacagggtttggtggacaatccctgact
1810 1820 1830 1840 1850 1860
ggtattactgggtttggtatattggattttaaattctcatttgtagagtattttatttaa
1870 1880 1890 1900 1910
tctactaaaaacatttagcctattttaaataaagaatttttctcactg
[Table 2]
10 20 30 40 50 60
gtcccaggctacagtccagaaaaaaaatttaatcttcttttcttagagctatcttggttg
70 80 90 100 110 120
gcatcaccaggccctgagagcactgtgcatgccagcattgaagattccacttttcaaaat
M P A L K I P L F K M
130 140 150 160 170 180
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K D M V L I L C L L K M S S A V P A F P
190 200 210 220 230 240
tcggcaacctggaaccccaggtgtggctagtttgagccttgagacaatgagacagttggg
R Q P G T P G V A S L S L E T M R Q L G
250 260 270 280 290 300
aagtttgcagggactaaacatgctttctcagtattcaagatttggctttgggaaatcatt
S L Q G L N M L S Q Y S R F G F G K S F
310 320 330 340 350 360
taattctctgtggatgcatggtctccttccaccacactcctccttccaatggatgagacc
N S L W M H G L L P P H S S F Q W M R P
370 380 390 400 410 420
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R E H E T Q Q Y E Y S L P V H P P P L P
430 440 450 460 470 480
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S Q P S L Q P Q Q P G Q K P F L Q P T V
490 500 510 520 530 540
cgtaacctccatccagaacccagtccagaagggagtacctcagcctccaatttaccaggg
V T S I Q N P V Q K G V P Q P P I Y Q G
550 560 570 580 590 600
acatccgcccttgcagcaagtagaggggccaatggttcagcagcaggtggcaccatcaga
H P P L Q Q V E G P M V Q Q Q V A P S E
610 620 630 640 650 660
aaagccaccagaggccgagctaccaggactggattttgctgatccacaagatccatcgat
K P P E A E L P G L D F A D P Q D P S M
670 680 690 700 710 720
gtttccaatagcccgt ttgatatctcagggaccagtgccacaagataagccatctccact
F P I A R L I S Q G P V P Q D K P S P L
730 740 750 760 770 780
ttatccaggaatgttttacatgtcctacggagcaaatcaattgaactctcctgccagact
Y P G M F Y M S Y G A N Q L N S P A R L
790 800 810 820 830 840
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G I L S S E E M A G G R G G P L A Y G A
850 860 870 880 890 900
catgttcccaggatttggaggcatgaggcccaaccttggagggatgccccccaactcagc
M F P G F G G M R P N L G G M P P N S A
910 920 930 940 950 960
caagggtggggactttactctggagtttgactccccagctgctggaaccaaaggccccga
K G G D F T L E F D S P A A G T K G P E
970 980 990 1000 1010 1020
gaagggagaaggaggtgcagaaggctctccagtggcggaggccaacacagctgatcctga
K G E G G A E G S P V A E A N T A D P E
1030 1040 1050 1060 1070 1080
aagcccagctctcttttcagaggtagcatctggtgtcctcggagggcttcttgctaatcc
S P A L F S E V A S G V L G G L L A N P
1090 1100 1110 1120 1130 1140
aaagggcaaaattcccaacctggcaagaggccctgcagggcggagcaggggaccccccgg
K G K I P N L A R G P A G R S R G P P G
1150 1160 1170 1180 1190 1200
ggtgaccccagcagatgctgacccactgatgacccccggattagctgatgcttatgagac
V T P A D A D P L M T P G L A D A Y E T
1210 1220 1230 1240 1250 1260
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Y G A D E T T T L G L Q E E M T M D S T
1270 1280 1290 1300 1310 1320
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A T P Y S E H T S M P G N K A Q Q P Q I
1330 1340 1350 1360 1370 1380
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K R D A W R F Q E P *
1390 1400 1410 1420 1430 1440
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1450 1460 1470 1480 1490 1500
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1510 1520 1530 1540 1550 1560
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1570 1580 1590 1600 1610 1620
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1630 1640 1650 1660 1670 1680
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1690 1700 1710 1720 1730 1740
tatccaggaaatgtgacactgctttggaaattttactctaagcaaaggcacatattctta
1750 1760 1770 1780 1790 1800
gaattataagttatttcactcaaacgttattaaacagggtttggtggacaatccctgact
1810 1820 1830 1840 1850 1860
ggtattactgggtttggtatattggattttaaattctcatttgtagagtattttatttaa
1870 1880 1890 1900 1910
tctactaaaaacatttagcctattttaaataaagaatttttctcactg
シースプロテインをコードするDNAを有するプラスミドは、下記の要領で作製することができる。まず、哺乳類の歯胚、および/または萌出歯を調製して、基質形成期、あるいは成熟期のエナメル芽細胞、および/または象牙芽細胞を含む細胞群を調製する。歯胚、および/または萌出歯は、永久歯、乳歯いずれのものを用いても良い。得られた細胞群から定法により総RNAを抽出して、それらのcDNAを調製する。適切なプライマーを用いて、シースプロテインをコードするDNAをPCR法などにより増幅させ、これから制限酵素切断部位などを付加した適切なプライマーを用いたPCR法などにより目的遺伝子を作製し、所望のベクターと上記にて得られた目的遺伝子とを制限酵素を用いて切断部位にて切断した後、両者をライゲーションすることにより目的のプラスミド、すなわちシースプロテインをコードするDNAを有するプラスミドを得ることができる。具体的には、例えば、ヒトの場合、表1に記載の塩基配列のうち、154〜741段目の塩基配列を有するプラスミドであり、ブタの場合、表2に記載の塩基配列のうち、167〜676段目の塩基配列を有するプラスミドである。
なお、上記のシースプロテインをコードするDNAは、歯周組織再生に直接関わる箇所以外の部分をコードするDNAを含んでいる可能性もあり、その全ての塩基配列が必ずしも必要ではない場合もある。すなわち、上記のシースプロテインをコードするDNAは、より歯周組織再生作用の強い部位、すなわちシースプロテイン由来のペプチドをコードするDNAを包含している可能性もあるが、そのような箇所を目的遺伝子として上記と同様にしてプラスミドを作製することもでき、このようなプラスミドを用いることにより、更に効率的にリコンビナントタンパク質を得ることができる場合もある。
A plasmid having DNA encoding a sheath protein can be prepared in the following manner. First, mammalian tooth germs and / or erupted teeth are prepared, and a cell group containing enamel blasts and / or odontoblasts in the matrix-forming stage or mature stage is prepared. Tooth germs and / or erupted teeth may be permanent teeth or deciduous teeth. Total RNA is extracted from the obtained cell group by a conventional method to prepare cDNA thereof. Using appropriate primers, DNA encoding sheath protein is amplified by PCR, etc., and the target gene is prepared by PCR using appropriate primers to which restriction enzyme cleavage sites have been added. The target gene obtained above is cleaved at a cleavage site using a restriction enzyme, and then ligated to obtain a target plasmid, that is, a plasmid having DNA encoding a sheath protein. Specifically, for example, in the case of humans, it is a plasmid having the base sequence of 154 to 741 in the base sequences described in Table 1, and in the case of pigs, it is 167 of the base sequences described in Table 2. A plasmid having a base sequence of ˜676th stage.
The DNA encoding the above-mentioned sheath protein may include DNA encoding a portion other than the portion directly related to periodontal tissue regeneration, and the entire base sequence may not always be necessary. That is, the DNA encoding the above-mentioned sheath protein may include a region having a stronger periodontal tissue regeneration action, that is, a DNA encoding a peptide derived from the sheath protein. As described above, a plasmid can be prepared in the same manner as described above. In some cases, a recombinant protein can be obtained more efficiently by using such a plasmid.
用いるベクターとしては、宿主が大腸菌などの場合、pETベクターなど、パン酵母などの場合、Pichia エクスプレッションベクターなど、哺乳類の培養細胞の場合、pcDNA3ベクターなどが適当である。
宿主としては、大腸菌、パン酵母、ヒト由来293株細胞などの動物細胞などを用いることができる。
上記のようにして得られたプラスミドは、宿主となる細胞に導入して適切な培養を行うことにより、培養液から大量のシースプロテインを抽出することができる。
As the vector to be used, a pET vector or the like is used when the host is Escherichia coli or the like, a baker's yeast or the like, a Pichia expression vector or the like, or a pcDNA3 vector or the like in the case of cultured mammalian cells.
As the host, animal cells such as Escherichia coli, baker's yeast, and human-derived 293 strain cells can be used.
A large amount of sheath protein can be extracted from the culture solution by introducing the plasmid obtained as described above into a host cell and performing appropriate culture.
本発明の歯周組織再生剤は、少量塗布するのみで、速やかに、かつ優れた歯周組織の再生作用を発揮するうえ、有効成分として歯周組織の再生に直接関与するエナメル蛋白質のほかには余分な蛋白質を含まないため、これによる副作用などが殆ど起こらないなどの効果をも併せ持つ。
また、本発明の有効成分抽出法やプラスミドを用いれば、大量のシースプロテインを得ることができる。
The periodontal tissue regenerative agent of the present invention exhibits a periodontal tissue regeneration action quickly and excellently only by applying a small amount, and in addition to the enamel protein directly involved in periodontal tissue regeneration as an active ingredient. Since it does not contain extra protein, it also has effects such as almost no side effects.
Moreover, if the active ingredient extraction method or plasmid of the present invention is used, a large amount of sheath protein can be obtained.
実施例1
生後6ヶ月のブタの下顎骨から、切歯の永久歯歯胚を取り出し、周囲の軟組織や歯髄を除去した。これを生理食塩水で洗って水分を拭き取った後、チーズ様の硬さ部分の表面(すなわち、基質形成期の新生幼若エナメル質)を約60μm削り集めた。歯胚の成熟度によって収量にばらつきはあるが、ブタ50頭分の切歯から約150mgの新生幼若エナメル質が取れた。この新生幼若エナメル質にグラム当たり20mlの50mMリン酸緩衝液(pH7.0)を加え、ホモジナイザー(ポリトロン社製)を用い、4℃にて6000回転でトータルで30秒間撹拌(なお、この操作の際に温度が上がるため、攪拌をときどき停止したり、氷水浴を用いるなどして)抽出し、遠心分離して上清を除去した。この操作を3回繰り返した。得られた不溶物にグラム当たり20mlの50mM炭酸緩衝液(pH10.8)を加え、2℃にてホモジナイズし、遠心分離することによりアルカリ可溶性画分35mgを得た。アルカリ可溶性画分は、そのまま限外濾過膜YM−1を使用して濃縮し、50mM炭酸緩衝液(pH10.8)で平衡化してあるセファデックスG−100カラムを用いてゲル濾過による分画を行い、最初に溶出してくる画分を分取した。この画分をさらに6M尿素中(50mMトリス緩衝液、pH7.4)にてワットマンQのセルロースイオン交換体でイオン交換し、最初に溶出してくる画分を分取することにより、シースプロテインにアメロゲニン、エナメリンが少量会合した複合体が4.5mg抽出された(このうち、シースプロテインは0.5〜1.5mg)。
Example 1
Permanent tooth germs of incisors were removed from the mandible of 6 months old pigs, and the surrounding soft tissues and pulp were removed. After washing this with physiological saline and wiping off the water, the surface of the cheese-like hardness portion (ie, the neonatal juvenile enamel during the substrate formation stage) was scraped about 60 μm. Although the yield varies depending on the maturity of the tooth germ, about 150 mg of neonatal juvenile enamel was obtained from the incisors for 50 pigs. 20 ml of 50 mM phosphate buffer (pH 7.0) per gram is added to this newborn juvenile enamel and stirred for a total of 30 seconds at 6000 rpm at 4 ° C using a homogenizer (manufactured by Polytron). Since the temperature rose during the extraction, the mixture was extracted by occasionally stopping stirring or using an ice-water bath, and centrifuged to remove the supernatant. This operation was repeated three times. 20 ml of 50 mM carbonate buffer (pH 10.8) per gram was added to the obtained insoluble matter, homogenized at 2 ° C., and centrifuged to obtain 35 mg of an alkali-soluble fraction. The alkali-soluble fraction is concentrated as it is using an ultrafiltration membrane YM-1, and fractionated by gel filtration using a Sephadex G-100 column equilibrated with 50 mM carbonate buffer (pH 10.8). The fraction eluted first was collected. This fraction was further ion-exchanged with Whatman Q cellulose ion exchanger in 6 M urea (50 mM Tris buffer, pH 7.4), and the first eluted fraction was collected to obtain a sheath protein. 4.5 mg of a complex in which small amounts of amelogenin and enamelin were associated was extracted (of which 0.5 to 1.5 mg of sheath protein).
実施例2
生後約6か月のブタの下顎骨から永久歯歯胚を取り出し、周りの軟組織や歯髄を除去した。これを生理食塩水で洗って水分を拭き取った後、チーズ用の硬さ部分(すなわち、基質形成期の幼若エナメル質)を削り集めた。ブタ一頭分の切歯から約120mgの幼若エナメル質が取れた。集めた試料に、グラム当たり30mlの50mMのリン酸緩衝液(pH7〜7.4)を加え、4℃で一晩撹拌した。遠心分離して沈澱を集め、沈澱に同じ容量の50mM炭酸緩衝液(pH10.8)を加えて一晩撹拌した。遠心分離して沈殿物を除き、氷水中にて下記の硫安分画を行った。まず飽和硫安の6重量%になるように硫安を加え、生じた沈澱は除去する。次に45重量%になるように硫安を加え、生じた沈澱を集める。集めた沈澱は硫安を除くために50mM酢酸で溶かし、限外濾過膜YM−1にて脱塩し、凍結乾燥して3.5mgのシースプロテインにアメロゲニン、エナメリンが会合した複合体を得た。
Example 2
Permanent tooth germs were removed from the mandible of the pig about 6 months old, and the surrounding soft tissues and pulp were removed. After washing this with physiological saline and wiping off the moisture, the hard portion for cheese (that is, the young enamel during the substrate formation stage) was shaved and collected. About 120 mg of juvenile enamel was obtained from the incisor for one pig. To the collected sample, 30 ml of 50 mM phosphate buffer (pH 7 to 7.4) per gram was added and stirred at 4 ° C. overnight. The precipitate was collected by centrifugation, and the same volume of 50 mM carbonate buffer (pH 10.8) was added to the precipitate and stirred overnight. The precipitate was removed by centrifugation, and the following ammonium sulfate fractionation was performed in ice water. First, ammonium sulfate is added to 6% by weight of saturated ammonium sulfate, and the resulting precipitate is removed. Next, ammonium sulfate is added to 45% by weight, and the resulting precipitate is collected. The collected precipitate was dissolved with 50 mM acetic acid to remove ammonium sulfate, desalted with ultrafiltration membrane YM-1, and freeze-dried to obtain a complex in which amelogenin and enamelin were associated with 3.5 mg of sheath protein.
実施例3
生後約12ヶ月のウシの下顎骨から、切歯の永久歯歯胚を取り出し、周囲の軟組織や歯髄を除去した。これを生理食塩水で洗って水分を拭き取った後、チーズ様の硬さ部分の表面(すなわち、基質形成期の新生幼若エナメル質)を約60μm削り集めた。歯胚の成熟度によって収量にばらつきはあるが、ウシ20頭分の切歯から約25mgの新生幼若エナメル質が取れた。この新生幼若エナメル質にグラム当たり20mlの50mMリン酸緩衝液(pH7.0)を加え、ホモジナイザー(ポリトロン社製)を用い、4℃にて6000回転でトータルで30秒間撹拌(なお、この操作の際に温度が上がるため、攪拌をときどき停止したり、氷水浴を用いるなどして)抽出し、遠心分離して上清を除去した。この操作を3回繰り返した。得られた不溶物にグラム当たり20mlの50mM炭酸緩衝液(pH10.8)を加え、2℃にてホモジナイズし、遠心分離することによりアルカリ可溶性画分6mgを得た。アルカリ可溶性画分は、そのまま限外濾過膜YM−1を使用して濃縮し、50mM炭酸緩衝液(pH10.8)で平衡化してあるTSKgel G3000PW(東ソー社製)のカラムを用いて高速液体クロマトグラフィーでゲル濾過による分画を行い、最初に溶出してくる画分を分取した。この画分をさらに4Mグアニジン溶液中(50mMトリス緩衝液、pH7.4)にてTSKgel G4000PW(東ソー社製)のカラムを用いて高速液体クロマトグラフィーでゲル濾過し、最後に溶出してくる画分を分取することにより、アメロゲニン、エナメリンを含んだシースプロテインが約0.2mg抽出された(このうち、シースプロテインは0.05〜0.1mg)。
Example 3
Permanent tooth germs of incisors were removed from the mandible of cows about 12 months old, and the surrounding soft tissues and pulp were removed. After washing this with physiological saline and wiping off the water, the surface of the cheese-like hardness portion (ie, the neonatal juvenile enamel during the substrate formation stage) was scraped about 60 μm. Although the yield varied depending on the degree of maturity of the tooth germ, about 25 mg of neonatal juvenile enamel was obtained from the incisors of 20 cattle. 20 ml of 50 mM phosphate buffer (pH 7.0) per gram is added to this newborn juvenile enamel and stirred for a total of 30 seconds at 6000 rpm at 4 ° C using a homogenizer (manufactured by Polytron). Since the temperature rose during the extraction, the mixture was extracted by occasionally stopping stirring or using an ice-water bath, and centrifuged to remove the supernatant. This operation was repeated three times. 20 ml of 50 mM carbonate buffer (pH 10.8) per gram was added to the obtained insoluble matter, homogenized at 2 ° C., and centrifuged to obtain 6 mg of an alkali-soluble fraction. The alkali-soluble fraction is concentrated using an ultrafiltration membrane YM-1 as it is, and is subjected to high performance liquid chromatography using a column of TSKgel G3000PW (manufactured by Tosoh Corporation) equilibrated with 50 mM carbonate buffer (pH 10.8). Fractionation by gel filtration was performed by chromatography, and the fraction eluted first was collected. This fraction was further subjected to gel filtration by high performance liquid chromatography using a column of TSKgel G4000PW (manufactured by Tosoh Corporation) in 4M guanidine solution (50 mM Tris buffer, pH 7.4), and the fraction eluted last. About 0.2 mg of sheath protein containing amelogenin and enamelin was extracted (of which 0.05 to 0.1 mg of sheath protein).
実施例4
実施例1にて抽出したシースプロテイン0.09mgを、6%PGA溶液100mgに溶解して歯周組織再生剤1とした。また、実施例2にて抽出したシースプロテインの凍結乾燥品0.5mgを、6%PGA溶液100mgに溶解して歯周組織再生剤2とした。
イヌの唇面側の切歯に接する歯根膜を剥離し、歯槽骨、歯根膜、セメント質を削り取って除去した。ここに、上記で調製した歯周組織再生剤1、および2を塗布し、56日後の歯肉の様子を光学顕微鏡(×10)にて観察した。顕微鏡写真を、それぞれ図1、および図2に示す。
なお、コントロールとして、何も塗布していない歯周組織の56日後の様子を図3に、エムドゲイン30mg/mlを塗布した歯周組織の56日後の様子を図4に示す。
図1〜4から明らかなように、エムドゲインにより再生した歯周組織(図4)に対し、シースプロテインにより再生した歯周組織(図1、および図2)は、2〜8倍もの再生量(図1、図2、および図4中、矢印で示す部分が再生した部分を示している)を示しており、シースプロテインが歯周組織の再生作用において極めて優れた効果を有していることがわかる。
Example 4
Periodontal tissue regenerating agent 1 was prepared by dissolving 0.09 mg of the sheath protein extracted in Example 1 in 100 mg of 6% PGA solution. In addition, 0.5 mg of the sheath protein lyophilized product extracted in Example 2 was dissolved in 100 mg of 6% PGA solution to prepare periodontal tissue regenerating agent 2.
The periodontal ligament in contact with the incisor on the labial side of the dog was peeled off, and the alveolar bone, periodontal ligament and cementum were scraped off and removed. Here, the periodontal tissue regenerating agents 1 and 2 prepared above were applied, and the state of the gingiva after 56 days was observed with an optical microscope (× 10). The micrographs are shown in FIGS. 1 and 2, respectively.
As a control, the state after 56 days of the periodontal tissue to which nothing was applied is shown in FIG. 3, and the state after 56 days of the periodontal tissue to which Emdogain 30 mg / ml was applied is shown in FIG.
As is clear from FIGS. 1 to 4, the periodontal tissue regenerated with sheath protein (FIGS. 1 and 2) is 2 to 8 times as much as the regenerated amount (FIG. 4). 1, 2, and 4, the portion indicated by the arrow indicates the regenerated portion), and that the sheath protein has an extremely excellent effect in the regeneration of periodontal tissue Understand.
実施例5
治療のために便宜抜去したヒトの第一小臼歯(萌出歯)について、周囲の軟組織や歯髄を除去した。これを生理食塩水で洗って水分を拭き取った後、歯を縦軸に沿って割って歯髄を抜き、象牙質の表面に残る象牙芽細胞を掻き取って、細胞群の試料とした。この試料から、定法により総RNAを抽出し、それらのcDNAを調製した。
下記のプライマーを用いて、シースプロテインをコードするDNA(表1の下線部分)をPCR法により増幅させた。
センスプライマー 5’- gtgccgttctttcctcagcaa -3’
アンチセンスプライマー 5’- atgggctatttggaaaattgt -3’
Example 5
The surrounding soft tissue and pulp were removed from the human first premolars (erupted teeth) that were removed for treatment. After washing this with physiological saline and wiping off the moisture, the teeth were split along the vertical axis to remove the pulp, and the odontoblasts remaining on the surface of the dentin were scraped to obtain a cell group sample. Total RNA was extracted from this sample by a conventional method, and their cDNAs were prepared.
DNA encoding the sheath protein (underlined portion in Table 1) was amplified by the PCR method using the following primers.
Sense primer 5'- gtgccgttctttcctcagcaa -3 '
Antisense primer 5'- atgggctatttggaaaattgt -3 '
増幅したDNAについて、5’端には、制限酵素(HindIII)切断部位、およびmRNAの合成に必要であるKOZAK配列、メチオニン(M)のコドンを、3’端には制限酵素(EcoRI)切断部位、およびストップコドンを、それぞれ下記のプライマーを用いることによりPCR法にて付加して目的遺伝子を得た。
付加に用いるプライマーの塩基配列
M
5’- aagcttccaccatggtgccgttctttcctcagcaa -3’
HindIII KOZAK
5’- gaattctcaatgggctatttggaaaattgt-3’
EcoRI stop
得られた目的遺伝子とpcDNA3ベクターとを制限酵素 (EcoRI、および HindIII)で切断し、リガーゼで結合してpcDNA3ベクターに目的遺伝子を組み込むことにより、シースプロテインをコードするDNA(ヒト)を有するプラスミドを得た。
The amplified DNA has a restriction enzyme (HindIII) cleavage site at the 5 ′ end, a KOZAK sequence necessary for mRNA synthesis, a methionine (M) codon, and a restriction enzyme (EcoRI) cleavage site at the 3 ′ end. , And a stop codon were added by the PCR method using the following primers to obtain the target gene.
Base sequence of primer used for addition
M
5'- aagcttccaccatggtgccgttctttcctcagcaa -3 '
HindIII KOZAK
5'- gaattctcaatgggctatttggaaaattgt-3 '
EcoRI stop
The obtained target gene and pcDNA3 vector are cleaved with restriction enzymes (EcoRI and HindIII), joined with ligase and incorporated into the pcDNA3 vector to obtain a plasmid having DNA (human) encoding a sheath protein. Obtained.
実施例6
生後6ヶ月のブタの下顎骨から、切歯の永久歯歯胚を取り出し、歯胚の周囲の軟組織の表面を除去し、その深層のエナメル芽細胞を含む細胞群を調製した。このエナメル芽細胞を含む細胞群から、定法により総RNAを抽出し、それらのcDNAを調製した。
下記のプライマーを用いて、シースプロテインをコードするDNA(表1の下線部分)をPCR法により増幅させた。
センスプライマー 5’- gtgccggcatttcctcggcaa -3’
アンチセンスプライマー 5’- acgggctattggaaacatcga -3’
Example 6
An incisor permanent tooth germ was removed from the mandible of 6 months old pig, the surface of the soft tissue surrounding the tooth germ was removed, and a cell group containing the deep enamel blasts was prepared. Total RNA was extracted from the cell group containing the enamel blasts by a conventional method, and their cDNAs were prepared.
DNA encoding the sheath protein (underlined portion in Table 1) was amplified by the PCR method using the following primers.
Sense primer 5'- gtgccggcatttcctcggcaa -3 '
Antisense primer 5'- acgggctattggaaacatcga -3 '
増幅したDNAについて、5’端、および3’端の両端に、制限酵素(HindIII)切断部位、および制限酵素(EcoRI)切断部位を、下記のプライマーを用いることによりPCR法にて付加して目的遺伝子を得た。
付加に用いるプライマーの塩基配列
5’- ccgaattcgtgccggcatttcctcggcaa -3’
EcoRI
5’- caagcttcacgggctattggaaacatcga -3’
HindIII
得られた目的遺伝子とpETベクターとを制限酵素 (EcoRI、および HindIII)で切断し、リガーゼで結合してpETベクターに目的遺伝子を組み込むことにより、シースプロテインをコードするDNA(ブタ)を有するプラスミドを得た。
For the amplified DNA, a restriction enzyme (HindIII) cleavage site and a restriction enzyme (EcoRI) cleavage site were added to both ends of the 5 ′ end and 3 ′ end by PCR using the following primers. I got the gene.
Base sequence of primer used for addition
5'- ccgaattcgtgccggcatttcctcggcaa -3 '
EcoRI
5'- caagcttcacgggctattggaaacatcga -3 '
HindIII
The obtained gene of interest and pET vector are cleaved with restriction enzymes (EcoRI and HindIII), joined with ligase, and the gene of interest is incorporated into the pET vector, so that a plasmid having DNA (pig) encoding a sheath protein is obtained. Obtained.
本発明の歯周組織再生剤は、優れた歯周組織再生作用を有するため、主に歯周病などの歯科系疾患を治療した後に、除去した歯周組織を再生することを目的とした治療薬として用いることができ、ブラッシングによる歯肉の退縮や、治療した際に用いた義歯による歯根露出などに対処して歯周組織を再生することを目的とする治療薬として用いることもできるほか、インプラント表面を構成するバイオマテリアルなどとしても用いることができる。
また、本発明の歯周組織再生剤を用いる治療と、GTR法などの治療とを組み合わせることにより、さらに効果的に歯周組織再生作用を得ることも期待できる。
Since the periodontal tissue regenerating agent of the present invention has an excellent periodontal tissue regeneration action, the treatment aimed at regenerating the removed periodontal tissue after mainly treating dental diseases such as periodontal disease It can be used as a medicine, and can also be used as a therapeutic drug for the purpose of regenerating periodontal tissue to cope with gingival recession due to brushing and tooth root exposure due to dentures used during treatment. It can also be used as a biomaterial constituting the surface.
Moreover, it can be expected that the periodontal tissue regeneration action can be obtained more effectively by combining the treatment using the periodontal tissue regeneration agent of the present invention and the treatment such as GTR method.
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