JP2011225519A - Polypeptide and protein comprising the polypeptide, and periodontal tissue-regenerating agent containing them as active ingredients - Google Patents

Polypeptide and protein comprising the polypeptide, and periodontal tissue-regenerating agent containing them as active ingredients Download PDF

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Makoto Fukae
允 深江
Kazuhiro Gomi
一博 五味
Mikimoto Kanezashi
幹元 金指
Shinichiro Oida
新一郎 大井田
Fumiko Kakegawa
文子 掛川
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a new polypeptide exhibiting the cell differentiation activities of a human periodontal membrane cell in the degree nearly equal to that of a polypeptide represented by SEQ ID NO:1(H-2), and to provide a periodontal tissue-regenerating agent containing the new polypeptide and the protein comprising the polypeptide as active ingredients, and capable of effectively recovering the periodontal tissue such as the human periodontal membrane.SOLUTION: The polypeptide includes the amino acid sequence represented by SEQ ID NO:35(H-2') or SEQ ID NO:36. The polypeptide is preferably synthesized from a C terminus-side peptide of a human enamel sheath protein formed from an N terminus-side of a human sheathlin by degradation by a protease.

Description

本発明は、ヒト歯根膜細胞の細胞分化活性、すなわち歯根膜再生能などを有するエナメルシースプロテインを導くポリペプチドに関する。
また、本発明は、このようなポリペプチドや該ポリペプチドからなるタンパク質を有効成分とすることで、歯根膜などの歯周組織を効果的に回復することのできる歯周組織再生剤に関する。
The present invention relates to a polypeptide that leads to an enamel sheath protein having cell differentiation activity of human periodontal ligament cells, ie, periodontal ligament regeneration ability.
The present invention also relates to a periodontal tissue regenerating agent that can effectively recover periodontal tissues such as periodontal ligament by using such a polypeptide or a protein comprising the polypeptide as an active ingredient.

本明細書では、アミノ酸配列または塩基配列をSEQ ID ナンバーで表す。
また、本明細書において、「タンパク質」という用語は、タンパク性セグメントを意味し、それは約150個以上の連続したアミノ酸からなり、遺伝子によりコードされたアミノ酸が70%以上含まれるものを言う。また、「ポリペプチド」という用語は、約3〜150個までの連続したアミノ酸からなるタンパク性セグメントを意味する。
In this specification, an amino acid sequence or a base sequence is represented by a SEQ ID number.
Further, in the present specification, the term “protein” means a proteinaceous segment, which consists of about 150 or more consecutive amino acids and contains 70% or more of the amino acids encoded by the gene. The term “polypeptide” means a proteinaceous segment consisting of up to about 3 to 150 consecutive amino acids.

歯と歯周組織の模式図(図1)に示すように、歯周組織の再生では、歯の根の発育をなぞるように、最初にコラーゲン繊維束が埋め込まれたセメント質の再生(Cementum Regeneration、以下「CR」と記すことがある)が起こり、次に歯根膜再生と歯槽骨再生が起こるといわれている。
エナメル質の形成に関わる作用のあるエナメルタンパク質が、歯周組織の誘導・再生にも関わっていることが明らかになって以来、該エナメルタンパク質の調製物(商業的には、ブタのエナメル質基質由来物(Enamel Matrix Derivatives)を主成分とし、登録商標「EMDOGAINTM」として市販されている)が、歯周病治療における歯根膜再生に臨床的に使われてきている。
As shown in the schematic diagram of teeth and periodontal tissue (Fig. 1), regeneration of periodontal tissue involves the regeneration of cementum in which collagen fiber bundles are initially embedded (Cementum Regeneration) to trace the root growth. , Sometimes referred to as “CR”), followed by periodontal ligament regeneration and alveolar bone regeneration.
Since it became clear that enamel protein, which has an effect on the formation of enamel, was also involved in the induction and regeneration of periodontal tissue, the preparation of the enamel protein (commercially, porcine enamel matrix A derived product (Enamel Matrix Derivatives) as a main component and marketed as a registered trademark “EMDOGAIN ” has been clinically used for periodontal regeneration in periodontal disease treatment.

しかし、このようなエナメルタンパク質の調製物は多成分系(25kDaアメロゲニン、89kDaエナメリン、65kDaシースリンの3種のタンパク質で主に構成されている)であるゆえ、それらの生理活性のメカニズムやそれらに関わる分子などが完全には解明されておらず、実際の治療時に歯根膜再生が必ずしも期待されるレベルの結果に達しないケースが少なくなかった。加えて、現在、ブタの幼若エナメル質基質からの抽出物が使われているので、薬剤の調製前に加熱されてはいるが、E型ウイルスあるいは未同定ウイルスの感染の危険性もある。
その後の研究にて、上記3種のタンパク質のうち、(アメロゲニンやエナメリンではなく)シースリンのみが、頬側裂開型骨欠損のイヌを使った動物実験にて、セメント質と歯根膜の再生能を示し、またヒト歯根膜細胞を使った培養系実験にて、ヒト歯根膜細胞の分化活性を促進したことからが明らかとなり、歯周組織の再生に作用しないタンパク質をマルチに含んでいるブタ由来のエナメルタンパク質をそのまま歯周病治療に使用するには、多大な改良の余地が生じてきている。
However, since these enamel protein preparations are multi-component systems (mainly composed of three types of proteins: 25 kDa amelogenin, 89 kDa enamelin, and 65 kDa sheathrin), they are related to the mechanism of their physiological activity and to them. In many cases, the molecular period has not been fully elucidated and periodontal ligament regeneration does not always reach the expected level during actual treatment. In addition, since extracts from porcine juvenile enamel are currently used, they are heated before preparation of the drug, but there is also a risk of infection with type E viruses or unidentified viruses.
In subsequent studies, of the above three proteins, only sheathrin (not amelogenin or enamelin) was able to regenerate cementum and periodontal ligaments in animal experiments using dogs with buccal cleft bone defects. In addition, it was clarified from the fact that human periodontal ligament cell differentiation activity was promoted in a culture system experiment using human periodontal ligament cells. In order to directly use the enamel protein for periodontal disease treatment, there is much room for improvement.

上記シースリンは、エナメル芽細胞から分泌されると直ちに、N末端から由来する17kDaのエナメルシースプロテイン(Enamel Sheath Protein、以下「ESP」と記すことがある)、分子の中央から由来する25kDaの酸性タンパク質、C末端から由来する19kDaのカルシウム結合性タンパク質の3つのセグメントに分解される。
これまでに、それら3つのセグメントのうち、17kDaのESPが、歯の発育中、エナメル小柱鞘(シース)の構築に関与していて、ヒトやブタのシースリンのN末端側からプロテアーゼによる一回の切断によって生成する産物であることが明らかになっている。すなわち、前記65kDaのシースリンは、17kDaESPの親タンパクであり、17kDaESPと比較すると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があり、その全てのアミノ酸配列(ブタの場合は421個、ヒトの場合は447個)が必ずしも歯周組織の再生に必要ではない。
As soon as the sheathrin is secreted from the enamel blast, the 17 kDa enamel sheath protein (hereinafter sometimes referred to as “ESP”) derived from the N-terminus, the 25 kDa acidic protein derived from the center of the molecule , Which is broken down into three segments of a 19 kDa calcium binding protein derived from the C-terminus.
So far, of these three segments, 17 kDa ESP has been involved in the construction of enamel trabecular sheath (sheath) during tooth development, and once by protease from the N-terminal side of human or porcine sheathlin. It has been clarified that it is a product produced by cleavage of. That is, the 65 kDa sheathrin is a parent protein of 17 kDa ESP and may contain a portion other than the portion directly involved in periodontal tissue regeneration compared with 17 kDa ESP. Or 447 in the case of humans) is not necessarily required for periodontal tissue regeneration.

本発明者らは、先に、ブタのシースリンを構成する421個のアミノ酸配列のうち「SEQ ID NO:10で示される170個のアミノ酸配列」と、ヒトのシースリンを構成する447個のアミノ酸配列のうち「SEQ ID NO:11で示される196個のアミノ酸配列」が、より歯周組織再生作用の強い部位を包含していることを見出し(特許文献1参照)、
続いて、これら2つの170個以上で構成されるアミノ酸配列を元にして、3〜66個程度の短いポリペプチドを合成することで、それらアミノ酸配列のうち、実際にどの部位が、ヒト歯根膜(Human PerioDontal Ligament、以下「HPDL」と記すことがある)細胞の細胞分化活性を最も促進するのかを検討してきた(特許文献2参照)。
The present inventors previously described "170 amino acid sequences represented by SEQ ID NO: 10" out of 421 amino acid sequences constituting porcine sheathlin and 447 amino acid sequences constituting human sheathlin. Among them, it was found that “196 amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 11” includes a site with a stronger periodontal tissue regeneration action (see Patent Document 1),
Subsequently, by synthesizing a short polypeptide of about 3 to 66 based on these two or more amino acid sequences composed of 170 or more, which part of the amino acid sequence is actually a human periodontal ligament (Human PerioDontal Ligament, hereinafter sometimes referred to as “HPDL”) It has been investigated whether it promotes the cell differentiation activity of cells most (see Patent Document 2).

上記特許文献2には、本発明者らが、SEQ ID NO:1〜34で示される様々な短いポリペプチドについて検討をした結果、ヒト由来のものでは、SEQ ID NO:1とSEQ ID NO:2で示されるアミノ酸配列を有するポリペプチドが、特に、HPDL細胞のアルカリホスファターゼ(Alkaline Phosphatase、以下「ALP」と記すことがある)活性を増強させることが記載されている(なお、ALP活性は、細胞培養システムにおいて、骨芽細胞系細胞の細胞分化の標準マーカーとされている。)   In the above Patent Document 2, as a result of examination of various short polypeptides represented by SEQ ID NOs: 1 to 34 by the present inventors, SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: It is described that the polypeptide having the amino acid sequence represented by 2 enhances the alkaline phosphatase (Alkaline Phosphatase, hereinafter sometimes referred to as “ALP”) activity of HPDL cells. In cell culture systems, it is a standard marker for cell differentiation of osteoblast cells.)

特開2004−143165号公報JP 2004-143165 A 特表2008−534674号公報Japanese translation of PCT publication 2008-53474

J Dent Res 2003; 82: 982-986J Dent Res 2003; 82: 982-986 J Dent Res 2002; 81: 103-108J Dent Res 2002; 81: 103-108

このように、臨床の現場では、歯周組織再生剤の有効成分として、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、かつ歯周組織の再生に直接関与するタンパク質以外の余分なタンパク質を含まないものの開発が常に望まれている。
具体的には、例えば、歯周組織再生に関与しない余分なタンパク質がもたらす副作用、ウイルス感染の危険性などが極力少ない歯周組織再生剤の開発が強く要望されている。
As described above, in clinical practice, as an active ingredient of a periodontal tissue regenerating agent, it can be applied quickly and with excellent periodontal tissue regeneration, and directly involved in periodontal tissue regeneration. It is always desirable to develop a protein that does not contain extra proteins other than the protein to be used.
Specifically, for example, there is a strong demand for the development of a periodontal tissue regenerating agent that minimizes the side effects caused by extra proteins not involved in periodontal tissue regeneration and the risk of viral infection.

本発明は、このような要望を受け、前述のSEQ ID NO:1で示されるポリペプチドと同じくらい、ヒト歯根膜細胞の細胞分化活性を示すことができる新規なポリペプチドの提供を課題とする。また、本発明は、このような新規なポリペプチドや該ポリペプチドからなるタンパク質を有効成分とすることで、歯根膜などの歯周組織を効果的に回復することのできる歯周組織再生剤の提供をも課題とする。
なお、本発明において歯周組織とは、セメント質、歯根膜、歯肉、歯槽骨などを意味する(前述の図1参照)。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。
In view of such a demand, the present invention aims to provide a novel polypeptide capable of exhibiting cell differentiation activity of human periodontal ligament cells as much as the polypeptide represented by SEQ ID NO: 1 described above. . The present invention also provides a periodontal tissue regenerating agent capable of effectively recovering periodontal tissues such as periodontal ligament by using such a novel polypeptide or a protein comprising the polypeptide as an active ingredient. Provision is also an issue.
In the present invention, the periodontium means cementum, periodontal ligament, gingiva, alveolar bone and the like (see FIG. 1 described above). 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.

本発明者らは、上記課題を解決するために、まず、ヒトの歯のエナメル質(厚さが約2.0〜2.5mm程度)の試料を調製することは不可能に近いので、歯の主成分である象牙質の象牙芽細胞がエナメル芽細胞と同じようにエナメルタンパク質を発現していることに着目し、矯正治療で抜いたヒトの小臼歯から象牙芽細胞を試料として調製した。
次いで、該象牙芽細胞からシースリンのmRNAをクローニングすることで、データベースを元に塩基配列を決めたところ、前述のSEQ ID NO:11の154番目のGlyというアミノ酸が欠けていることを見出し、さらなる検討を重ねた結果、
その欠けている部分を含んだポリペプチド(SEQ ID NO:11の154番目のGlyが欠けた状態のポリペプチド)が、前述のSEQ ID NO:1で示されるポリペプチドと同じくらいの歯根膜細胞の分化活性を示すことがわかり、本発明に至った。
In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors firstly made it impossible to prepare a sample of human tooth enamel (thickness of about 2.0 to 2.5 mm). Focusing on the fact that dentin odontoblasts, which are the main components of, express enamel protein in the same way as enamel blasts, odontoblasts were prepared from human premolars extracted by orthodontic treatment as samples.
Next, by cloning the sheathrin mRNA from the odontoblast and determining the base sequence based on the database, it was found that the amino acid called Gly at position 154 of SEQ ID NO: 11 was missing. As a result of repeated examination,
Periodontal ligament cells having a polypeptide containing the missing portion (polypeptide in which the 154th Gly of SEQ ID NO: 11 is missing) is the same as the polypeptide represented by the aforementioned SEQ ID NO: 1. As a result, the present invention was achieved.

本発明は、このような知見をもとになし得たものであり、以下を要旨とする。
(1)154番目のGlyのないSEQ ID NO:35またはSEQ ID NO:36で示されるアミノ酸配列を含有するポリペプチド。
(2)ヒトのシースリンのN末端側からプロテアーゼにより分解生成したヒトエナメルシースプロテインのC末端側ペプチドから合成されることを特徴とする前記(1)に記載のポリペプチド。
(3)前記(1)または(2)に記載のポリペプチドからなるタンパク質。
(4)前記(1)または(2)に記載のポリペプチド、あるいは、前記(3)に記載のタンパク質を有効成分とする歯周組織再生剤。
The present invention has been made based on such knowledge, and the gist thereof is as follows.
(1) A polypeptide containing the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 35 or SEQ ID NO: 36 without the 154th Gly.
(2) The polypeptide according to (1) above, which is synthesized from a peptide of the C-terminal side of human enamel sheath protein produced by protease degradation from the N-terminal side of human sheathlin.
(3) A protein comprising the polypeptide according to (1) or (2).
(4) A periodontal tissue regenerating agent comprising the polypeptide according to (1) or (2) or the protein according to (3) as an active ingredient.

本発明のSEQ ID NO:35(SEQ ID NO:36)で示されるポリペプチドは、特許文献1,2に記載のSEQ ID NO:1(SEQ ID NO:11)で示されるポリペプチドと同等の歯根膜再生能を発現でき、しかも、これら公知のポリペプチドよりもアミノ酸が1ヶ少ないので人工的(化学的)により合成しやすいという優れた効果を有する。
本発明の歯周組織再生剤は、このようなポリペプチドまたは該ポリペプチドからなるタンパク質を有効成分とするので、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できるうえ、歯周組織再生に関与しない余分なタンパク質がもたらす副作用、ブタ由来のタンパク抽出物がもたらすウイルス感染の危険性などの虞がないものである。
The polypeptide represented by SEQ ID NO: 35 (SEQ ID NO: 36) of the present invention is equivalent to the polypeptide represented by SEQ ID NO: 1 (SEQ ID NO: 11) described in Patent Documents 1 and 2. The periodontal ligament regeneration ability can be expressed, and since it has one amino acid less than these known polypeptides, it has an excellent effect that it is easy to synthesize artificially (chemically).
Since the periodontal tissue regenerating agent of the present invention contains such a polypeptide or a protein comprising the polypeptide as an active ingredient, it can exhibit an excellent periodontal tissue regenerating action quickly by simply applying a small amount. In addition, there is no risk of side effects caused by extra proteins not involved in periodontal tissue regeneration, risk of viral infection caused by protein extracts derived from pigs, and the like.

歯と歯周組織の名称を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the name of a tooth | gear and periodontal tissue. ブタとヒトのエナメルシースプロテイン(ESP)のアミノ酸配列である。Amino acid sequence of porcine and human enamel sheath protein (ESP). 1α-25ジヒドロキシ-ビタミンD(VD)添加の有無によるHPDL細胞のALP誘導活性の違いを示したグラフである。(A)は、TGF-β1の、VD添加の有無によるHPDL細胞におけるALP活性の違いを示し、(B)は、合成ESPペプチドであるH-1、H-2、H-3、H-4、H-5のVDを添加した時のHPDL細胞におけるALP活性、(C)は、それら合成ESPペプチドのVDを添加しない時のHPDL細胞におけるALP活性を示す。It is the graph which showed the difference in the ALP induction activity of the HPDL cell by the presence or absence of addition of 1α-25 dihydroxy-vitamin D 3 (VD). (A) shows the difference in ALP activity in HPDL cells depending on the presence or absence of VD addition of TGF-β1, and (B) shows the synthetic ESP peptides H-1, H-2, H-3, H-4. , ALP activity in HPDL cells when H-5 VD was added, (C) shows ALP activity in HPDL cells when VD of these synthetic ESP peptides was not added. TGF-β1、BMP-2、合成ESPペプチドによるHPDL細胞のALP誘導活性を示したグラフである。It is the graph which showed the ALP induction activity of the HPDL cell by TGF- (beta) 1, BMP-2, and a synthetic ESP peptide. TGF-β1、合成ESPペプチドH-2のALP誘導活性におけるTGF-β1受容体阻害剤(SB)を加えた際の影響を示すグラフである。(A)がTGF-β1のALP誘導活性、(B)がH-2のALP誘導活性を示す。It is a graph which shows the influence at the time of adding TGF- (beta) 1 receptor inhibitor (SB) in the ALP induction activity of TGF- (beta) 1, synthetic ESP peptide H-2. (A) shows the ALP-inducing activity of TGF-β1, and (B) shows the ALP-inducing activity of H-2. H-2ペプチドとTGF-β1の石灰化活性を調べた結果であり、(A)が、アリザリンレッドSで染色した写真、(B)が、測定したカルシウム量(ng/cm2)を示す。It is the result of investigating the calcification activity of H-2 peptide and TGF-β1, (A) is a photograph stained with alizarin red S, and (B) shows the measured amount of calcium (ng / cm 2 ). (A)が骨シアロタンパク遺伝子の発現、(B)がオステオカルシン遺伝子の発現、(C)がオステオポンチン遺伝子の発現、についてそれぞれライトサイクラーを使った半定量的PCRの測定結果を示す。(A) shows the expression of bone sialoprotein gene, (B) shows the expression of osteocalcin gene, and (C) shows the result of semiquantitative PCR using a light cycler, respectively.

本発明のポリペプチドは、SEQ ID NO:35またはSEQ ID NO:36で示されるアミノ酸配列を含有する。
図2に、ブタとヒトのエナメルシースプロテイン(ESP)のアミノ酸配列を示す(影をつけてある部分は、オルタネイティブ(選択的)スプライシングの結果、得られる部位を表している)。図2中「p」は、ブタESP配列(SEQ ID NO:10)、「h」は、データベースによって得られたヒトESP配列(SEQ ID NO:11)、「h'」は、象牙芽細胞の試料から得られたcDNA配列から決定されたヒトESP配列(SEQ ID NO:36)である。
SEQ ID NO:35は、図2に示す「h'(SEQ ID NO:36)」の中の144〜156段目に相当する13個のアミノ酸配列(SDKPPKPELPVDF)を指す。
The polypeptide of the present invention contains the amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 35 or SEQ ID NO: 36.
FIG. 2 shows the amino acid sequences of porcine and human enamel sheath protein (ESP) (the shaded area represents the site obtained as a result of alternative splicing). In FIG. 2, “p” is a porcine ESP sequence (SEQ ID NO: 10), “h” is a human ESP sequence (SEQ ID NO: 11) obtained by the database, and “h ′” is an odontoblast It is a human ESP sequence (SEQ ID NO: 36) determined from the cDNA sequence obtained from the sample.
SEQ ID NO: 35 refers to the 13 amino acid sequences (SDKPPKPELPVDF) corresponding to the 144th to 156th stages in “h ′ (SEQ ID NO: 36)” shown in FIG.

図2からも明らかなように、SEQ ID NO:36は、195個のアミノ酸からなるので、特許文献1,2に記載の196個のアミノ酸からなるSEQ ID NO:11よりアミノ酸が1個少ない。そして、13個のアミノ酸からなるSEQ ID NO:35は、SEQ ID NO:11の中の144〜157段目に相当する14個のアミノ酸からなるSEQ ID NO:1よりアミノ酸が1個少ない。
すなわち、本発明のSEQ ID NO:35(SEQ ID NO:36)で示されるポリペプチドは、特許文献1,2に記載のSEQ ID NO:1(SEQ ID NO:11)で示されるポリペプチドよりも、それぞれアミノ酸が1ヶずつ少ないので、人工的(化学的)により合成しやすいという優れた効果を有する。
As apparent from FIG. 2, SEQ ID NO: 36 is composed of 195 amino acids, and thus has one amino acid less than SEQ ID NO: 11 composed of 196 amino acids described in Patent Documents 1 and 2. And SEQ ID NO: 35 consisting of 13 amino acids has one amino acid less than SEQ ID NO: 1 consisting of 14 amino acids corresponding to the 144th to 157th stages in SEQ ID NO: 11.
That is, the polypeptide represented by SEQ ID NO: 35 (SEQ ID NO: 36) of the present invention is more than the polypeptide represented by SEQ ID NO: 1 (SEQ ID NO: 11) described in Patent Documents 1 and 2. However, since each one amino acid is less, it has an excellent effect that it is easy to synthesize artificially (chemically).

なお、図2(図中、「h」の165〜190段目、「h’」の164〜189段目)に示すように、ヒトESPのアミノ酸配列は、C末端側の近く(後ろ)に、エクソン8と9に相当する26残基分、余分にペプチドをもっている。これら余分なペプチドに相当するエクソンは、ブタを含めて他の哺乳動物には見られないが、ヒトのDNA上ではエクソン7の2つの重複から由来している。また、AMBN(アメロブラスチン)エクソン7にGly154に相当するGAGコドンを持っている人達がいる。すなわち、ヒトESPを発現するポリペプチドとしては、154番目のGlyが欠損した配列のもの(SEQ ID NO:35またはSEQ ID NO:36)と、そのGlyを含む配列のもの(SEQ ID NO:1またはSEQ ID NO:11)との変異がある。 As shown in FIG. 2 (in the figure, 165th to 190th stages of “h”, 164th to 189th stages of “h ′”), the amino acid sequence of human ESP is near (rear) near the C-terminal side. , 26 residues corresponding to exons 8 and 9 have an extra peptide. Exons corresponding to these extra peptides are not found in other mammals, including pigs, but are derived from two duplicates of exon 7 on human DNA. In addition, there are people in AMBN (ameloblastin) exon 7 has a GAG codon corresponding to Gly 154. That is, as a polypeptide that expresses human ESP, a polypeptide lacking the 154th Gly (SEQ ID NO: 35 or SEQ ID NO: 36) and a sequence containing the Gly (SEQ ID NO: 1) Or there is a mutation with SEQ ID NO: 11).

本発明では、上記ポリペプチドを、定法に基づき化学的に合成する(例えば、該ポリペプチドをコードするDNAを有するプラスミドを用いてリコンビナントタンパク質として調製する、など)こともできるし、ヒトのシースリンのN末端側からプロテアーゼにより分解生成したヒトエナメルシースプロテインのC末端側ペプチドから合成してもよい。   In the present invention, the above-mentioned polypeptide can be chemically synthesized based on a conventional method (for example, prepared as a recombinant protein using a plasmid having DNA encoding the polypeptide), You may synthesize | combine from the C terminal peptide of the human enamel sheath protein produced | generated by protease from the N terminal side.

また、本発明は、SEQ ID NO:35またはSEQ ID NO:36で示されるアミノ酸配列を有するポリペプチドからなるタンパク質も提供する。
タンパク質は、基本的に一つのアミノ酸配列からなりたっているが、そのような一つのアミノ酸配列は、幾つかの追加アミノ酸残基、たとえば、1〜約100個程度の追加残基を伴って存在することもある。
この追加のアミノ酸残基(連続してエンコードしている配列)とは、自然にポリペプチドと関連しているもの、あるいはヘテロなアミノ酸残基/ペプチド配列のようなものである。そのようなタンパク質は、幾つかの追加アミノ酸残基を持ち得るし、あるいは数百またはそれ以上の追加アミノ酸残基を含み得る。
The present invention also provides a protein comprising a polypeptide having an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 35 or SEQ ID NO: 36.
A protein basically consists of a single amino acid sequence, but such a single amino acid sequence exists with several additional amino acid residues, for example, about 1 to about 100 additional residues. Sometimes.
This additional amino acid residue (sequentially encoded sequence) is one that is naturally associated with the polypeptide, or something like a heterogeneous amino acid residue / peptide sequence. Such proteins can have several additional amino acid residues, or can include hundreds or more additional amino acid residues.

本発明の歯周組織再生剤は、以上のようなポリペプチド、あるいは、該ポリペプチドからなるタンパク質を有効成分とする。
このとき、ポリペプチド、あるいは、該ポリペプチドからなるタンパク質(以下、便宜的に「本発明によるエナメルシースプロテイン」と呼ぶことがある)は、前述したアメロゲニンやエナメリンなどを会合していてもよく、これらを会合した複合体の方が優れた歯周組織再生作用を発揮することもある。
The periodontal tissue regenerating agent of the present invention contains the above-described polypeptide or a protein comprising the polypeptide as an active ingredient.
At this time, the polypeptide or a protein comprising the polypeptide (hereinafter sometimes referred to as “enamel sheath protein according to the present invention” for convenience) may be associated with the aforementioned amelogenin or enamelin, A complex formed by assembling these may exhibit an excellent periodontal tissue regeneration action.

本発明によるエナメル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、0.001〜3mg、好ましくは0.01〜1mg程度含有させることにより、歯周組織の再生作用を十分に発揮することができる。
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 enamel sheath protein according to the present invention is sufficiently effective for regenerating periodontal tissue by containing 0.001 to 3 mg, preferably about 0.01 to 1 mg, as an active ingredient in 100 mg of the periodontal tissue regenerating agent of the present invention. Can be demonstrated.
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.

なお、製剤化する際、本発明によるエナメルシースプロテインについては、必要に応じて、それらの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。必要以上に高温、長時間の滅菌処理を行うと、有効成分となるエナメルシースプロテインが変性して失活する虞があるので、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。
本発明によるエナメル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。
When formulating, the enamel sheath protein according to the present invention may be sterilized as necessary to inactivate the protease contained therein and prevent infection of the individual virus or the like. preferable. If the sterilization treatment is performed at a temperature higher than necessary for a long time, the enamel sheath protein as an active ingredient may be denatured and deactivated. Therefore, generally at about 60 to 100 ° C. for about 10 to 60 minutes. Sterilization is recommended.
The enamel sheath protein according to the present invention is an active ingredient of the periodontal tissue regenerating agent of the present invention, and of course has an action related to enamel formation. After treatment of dental diseases such as periodontal disease, it can be used as a therapeutic agent for the purpose of regenerating the removed periodontal tissue, depending on the gingival retraction by brushing or the denture used at the time of treatment It can be used as a therapeutic agent aiming at regenerating periodontal tissue in response to tooth root exposure and the like, and can also be used as a biomaterial constituting an implant surface.

本発明によるエナメル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、有効成分であるエナメル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 enamel sheath protein according to the present invention may be used as it is or dissolved in pure water or the like. However, the enamel sheath protein may be used in the mouth without any problem, and has a high viscosity PGA (propylene glycol alginic acid). Salt) or hyaluronic acid, etc., it is held at the site to be applied and fixed easily. In addition to the enamel sheath protein, which is an active ingredient, in order to make it easy to use for the above-mentioned applications, anti-inflammatory agents, bulking agents, fragrances, cell growth growth factor (TGF), bone morphogenetic factor (BMP), etc. A growth factor or the like may be added to obtain a periodontal tissue regenerating agent.
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.

〔材料と方法〕
ヒトエナメルシースプロテイン(ESP)のC末端側アミノ酸配列を元に合成したペプチドで、それらのHPDL細胞の培養時のアルカリホスファターゼ(ALP)の増進と石灰化能を調べた。
[Materials and methods]
The peptides synthesized based on the amino acid sequence of the C-terminal side of human enamel sheath protein (ESP) were examined for the enhancement and mineralization ability of alkaline phosphatase (ALP) during the culture of HPDL cells.

〔ヒトESP配列の決定〕
セメント質の再生(CR)活性を示すリコンビナントエナメルシースプロテインあるいは生理活性ペプチドはヒト象牙芽細胞から調製したヒトシースリン(アメロブラスチン)cDNAを元にして作成することが出来る(非特許文献1参照)。
ヒト象牙芽細胞は、非特許文献2に記載の方法で、矯正治療のために抜去された健康な小臼歯から得られた。新鮮抜去歯は長軸方向に"骨のみ"で割り、ピンセットで歯髄を除去後、象牙前質の表面に残存している象牙芽細胞をはがした。象牙芽細胞には、アメロゲニン、エナメリン、シースリン、エナメリシン(MMP-20)、(プロテアーゼである)KLK4などが発現しているので、総RNAをStratagene Total RNA Miniprep Kitとそのプロトコル(Stratagene, La Jolla, CA, USA)を使って調製した。
[Determination of human ESP sequence]
Recombinant enamel sheath protein or physiologically active peptide exhibiting regenerative (CR) activity of cementum can be prepared based on human sheathlin (ameloblastine) cDNA prepared from human odontoblasts (see Non-patent Document 1).
Human odontoblasts were obtained from healthy premolars extracted for orthodontic treatment by the method described in Non-Patent Document 2. The freshly extracted tooth was divided by “bone only” in the long axis direction, the pulp was removed with tweezers, and the odontoblasts remaining on the surface of the pre-ivory were removed. Odontoblasts express amelogenin, enamelin, sheathlin, enamelin (MMP-20), KLK4 (which is a protease), etc., so total RNA can be expressed using the Stratagene Total RNA Miniprep Kit and its protocol (Stratagene, La Jolla, CA, USA).

cDNAは、Ready-To-Go You-Prime First-Strand Beads(Amersham-Pharmacia Biotech, Piscataway, NJ, USA)を使って合成された。ヒトエナメルシースプロテインのPCRプライマーはGenBank databaseにある塩基配列を元にデザインした。2つのプライマーペアは5'-TGAAGGACCTGATACTGATCC (SEQ ID NO:37)と 5'-TGATTTGCTCCAAAAGGCACG (SEQ ID NO:38)で、増幅産物は718bpであった。   cDNA was synthesized using Ready-To-Go You-Prime First-Strand Beads (Amersham-Pharmacia Biotech, Piscataway, NJ, USA). PCR primers for human enamel sheath protein were designed based on the nucleotide sequences in the GenBank database. The two primer pairs were 5′-TGAAGGACCTGATACTGATCC (SEQ ID NO: 37) and 5′-TGATTTGCTCCAAAAGGCACG (SEQ ID NO: 38), and the amplification product was 718 bp.

〔合成ペプチド〕
ヒトとブタのESPのC末端側ペプチドの配列を元に幾つかのポリペプチドを合成した。それらの配列を表1に示す。
表1中、P-1ペプチドは、以前の研究でブタの合成ESPペプチドの中で最もALP誘導活性が高かったので、コントロールとして用いた。
[Synthetic peptide]
Several polypeptides were synthesized based on the sequences of human and porcine ESP C-terminal peptides. Their sequences are shown in Table 1.
In Table 1, P-1 peptide was used as a control because it had the highest ALP-inducing activity among porcine synthetic ESP peptides in previous studies.

〔HPDL細胞とST2細胞の細胞培養〕
正常な人の歯根膜細胞を、
・10%の子牛血清(FBS, Asahi Technoglass, Chiba, Japan)、
・1α-25ジヒドロキシ-ビタミンD3(Calbiochem, La Jolla, CA, USA)のあるなしのどちらか、
・1%の抗菌剤(100U/mLのペニシリンGと100μg/mLの硫酸ストレプトマイシン; Gibco BRL, Grand Island, N.Y., USA)、
を含むα-minimal essential medium (α-MEM)中、5%炭酸ガスを含み湿潤にした条件下、37℃で培養した。
マウス骨髄細胞由来の骨芽細胞様細胞であるST2細胞(Riken Cell Bank, Tsukuba, Japan)についても、上記歯根膜細胞と同様の条件で培養した。
[Cell culture of HPDL cells and ST2 cells]
Normal periodontal ligament cells,
・ 10% calf serum (FBS, Asahi Technoglass, Chiba, Japan),
Either with or without 1α-25 dihydroxy-vitamin D 3 (Calbiochem, La Jolla, CA, USA),
1% antibacterial agent (100 U / mL penicillin G and 100 μg / mL streptomycin sulfate; Gibco BRL, Grand Island, NY, USA),
The mixture was cultured at 37 ° C. in an α-minimal essential medium (α-MEM) containing 5% under humidified conditions containing 5% carbon dioxide.
ST2 cells (Riken Cell Bank, Tsukuba, Japan), which are osteoblast-like cells derived from mouse bone marrow cells, were also cultured under the same conditions as the periodontal ligament cells.

〔アルカリホスファターゼ活性の分析〕
上記の条件で培養したHPDL細胞とST2細胞とを用いた細胞培養システムにて、表1に示すブタの合成ペプチド1個とヒトの合成ペプチド11個のALP誘導活性を、下記するように分析した。
ポジティブコントロールとしては、リコンビナント成長因子である「骨誘導因子-2(以下、「BMP-2」と表記する:TECHNE Co., MN, USA)1μg/mL」と「トランスフォーミング成長因子-β1(以下、「TGF-β1」と表記する:R&D Systems, Inc., MN, USA)0.5あるいは1ng/mL」とを使用した。
[Analysis of Alkaline Phosphatase Activity]
In the cell culture system using HPDL cells and ST2 cells cultured under the above conditions, the ALP-inducing activities of one porcine synthetic peptide and 11 human synthetic peptides shown in Table 1 were analyzed as described below. .
As positive controls, recombinant osteogenesis factors “bone induction factor-2 (hereinafter referred to as“ BMP-2 ”: TECHNE Co., MN, USA) 1 μg / mL” and “transforming growth factor-β1” And “TGF-β1”: R & D Systems, Inc., MN, USA) 0.5 or 1 ng / mL ”.

HPDL細胞については、まず、96穴プレートを使い、1つのウェル(well)に約5×10個ずつ播種し、24時間インキュベーションした。その後、培地を、10nMの1α-25ジヒドロキシ-ビタミンD(以下、「VD」と略すことがある)を含み、純水に溶かした合成ぺプチドかポジティブコントロール(成長因子)のどちらかを含むα-MEM培地に交換した。
96時間のインキュベーション後、細胞を、リン酸バッファーである生理食塩水にて1回洗い、5mM MgClを含み、基質として10mM p-ニトロフェニルリン酸を含む100mM 2-amino-2methel-1,3-propanediol-HCl緩衝液(pH10.0)中で、10分間、37℃でインキュベーションして、そのALP活性を測定した。このとき、0.2M NaOHを加えて反応をストップさせてから、405nmの吸光度を、プレートリーダーを用いて測定した。なお、合成ペプチドをこれらHPDL細胞培養システムに添加するときの濃度は25あるいは50μg/mLとし、また、TGF-β1受容体阻害剤(SB431542, 10μM)も、合成ペプチドのALP誘導活性に対する影響を調べるために、これらHPDL細胞培養システムに添加された。
For HPDL cells, first, using a 96-well plate, about 5 × 10 5 cells were seeded in one well and incubated for 24 hours. Thereafter, the medium contains 10 nM of 1α-25 dihydroxy-vitamin D 3 (hereinafter sometimes abbreviated as “VD”) and contains either a synthetic peptide dissolved in pure water or a positive control (growth factor). The medium was replaced with α-MEM medium.
After 96 hours of incubation, the cells were washed once with phosphate buffered saline, 100 mM 2-amino-2methel-1,3 containing 5 mM MgCl 2 and 10 mM p-nitrophenyl phosphate as a substrate. The ALP activity was measured by incubation at 37 ° C. for 10 minutes in -propanediol-HCl buffer (pH 10.0). At this time, 0.2 M NaOH was added to stop the reaction, and then the absorbance at 405 nm was measured using a plate reader. The concentration of the synthetic peptide when added to these HPDL cell culture systems is 25 or 50 μg / mL, and the effect of the TGF-β1 receptor inhibitor (SB431542, 10 μM) on the ALP-inducing activity of the synthetic peptide is also examined. In order to be added to these HPDL cell culture systems.

図3に、1α-25ジヒドロキシ-ビタミンD(VD)のあるなしでヒト歯根膜(HPDL)細胞のアルカリホスファターゼ(ALP)誘導活性の違いを示す。
図3(A)は、トランスフォーミング成長因子-β1(TGF-β1)の、VDのあるなしでHPDL細胞におけるALP活性を示す。図3(A)に示すように、TGF-β1は、VDを添加した時、用量依存的にHPDL細胞のALP活性を上昇させた。
図3(B)は、合成ESPペプチドであるH-1、H-2、H-3、H-4、H-5(表1に示すとおり、SEQ ID NO:3、NO:1、NO:2、NO:4、NO:5)の、VDを加えた時のHPDL細胞におけるALP活性を示す。
図3(C)は、合成ESPペプチド(H-1からH-5)の、VDを加えない時のHPDL細胞におけるALP活性を示す。
FIG. 3 shows the difference in alkaline phosphatase (ALP) inducing activity of human periodontal ligament (HPDL) cells with and without 1α-25 dihydroxy-vitamin D 3 (VD).
FIG. 3 (A) shows ALP activity of transforming growth factor-β1 (TGF-β1) in HPDL cells with and without VD. As shown in FIG. 3 (A), TGF-β1 increased the ALP activity of HPDL cells in a dose-dependent manner when VD was added.
FIG. 3 (B) shows synthetic ESP peptides H-1, H-2, H-3, H-4, H-5 (as shown in Table 1, SEQ ID NO: 3, NO: 1, NO: 2, NO: 4, NO: 5) shows ALP activity in HPDL cells when VD is added.
FIG. 3 (C) shows ALP activity in HPDL cells of synthetic ESP peptides (H-1 to H-5) when VD is not added.

図3に示すように、HPDL細胞のALP活性のレベルは、合成ESPペプチド、TGF-β1を加えた細胞培養システムのいずれにおいても、VDを加えると増強することがわかった。   As shown in FIG. 3, it was found that the level of ALP activity in HPDL cells was enhanced when VD was added in any of the cell culture systems added with synthetic ESP peptide and TGF-β1.

図4に、合成ESPペプチドと、ポジティブコントロールであるTGF-β1、BMP-2によるHPDL細胞のALP誘導活性を示す。
図4に示すように、合成ペプチドのH-2(SEQ ID NO:1)とH-2'(SEQ ID NO:35)は他の合成ペプチドに比べて最も高い活性であった。図4のデータは、5つの培養結果の平均(means±SEM)を表している。*は、H-2に対しての有意差(p<0.01)を表す。全て、10nM VDを加えた培養システムであり、合成ペプチドは50μg/mLの濃度で、TGF-β1は1ng/mLの濃度で調べた。
また、VDを添加した細胞培養システムであったにも拘らず、BMP-2のALP活性のレベルでは増強が見られなかった。
FIG. 4 shows the ALP-inducing activity of HPDL cells by synthetic ESP peptide and positive controls TGF-β1 and BMP-2.
As shown in FIG. 4, synthetic peptides H-2 (SEQ ID NO: 1) and H-2 ′ (SEQ ID NO: 35) had the highest activity compared to other synthetic peptides. The data in FIG. 4 represents the average (means ± SEM) of five culture results. * Represents a significant difference (p <0.01) with respect to H-2. All were culture systems to which 10 nM VD was added, synthetic peptides were examined at a concentration of 50 μg / mL, and TGF-β1 was examined at a concentration of 1 ng / mL.
In addition, despite the cell culture system to which VD was added, no enhancement was observed in the level of BLP-2 ALP activity.

図3,4から、複数の合成ペプチドが、HPDL細胞のALP活性を誘導したことがわかったが、TGF-β1よりは高い濃度が必要だったし、ALP活性はTGF-β1のそれよりどれも高くならなかった。
また、図4に示すように、H-2ペプチドは、ヒトの合成ペプチドとP-1ペプチドの中では最も高いHPDL細胞のALP誘導活性を持っていた。H-2ペプチドより小さいサイズのペプチドは、H-2'ペプチドを除いてどれも活性が低かった。
FIGS. 3 and 4 show that multiple synthetic peptides induced ALP activity in HPDL cells, but higher concentrations were required than TGF-β1, and ALP activity was none of that of TGF-β1. It was n’t expensive.
Further, as shown in FIG. 4, the H-2 peptide had the highest ALP-inducing activity of HPDL cells among human synthetic peptides and P-1 peptides. All peptides smaller than the H-2 peptide were less active except for the H-2 ′ peptide.

図5に、TGF-β1及び合成ペプチドH-2(SEQ ID NO:1)のALP誘導活性におけるTGF-β1受容体阻害剤(SB431542(以下、「SB」と略すことがある)を加えた際の影響を示す。HPDL細胞は10nM VDを加えて培養した。SBは10μMの濃度にて加え、TGF-β1は0〜5ng/mLの範囲の濃度で調べた。
図5(A)に示すように、TGF-β1の阻害剤であるSB431542によって、TGF-β1のALP誘導活性は顕著に阻害されたが、図5(B)に示すように、合成ペプチドH-2に反応して上昇したHPDL細胞のALP誘導活性はSBを添加しても阻害されず、その影響を受けなかった。これは、合成ペプチドの細胞分化活性が、TGF-β1受容体とは別の受容体を経て誘導されることを示唆している。
When a TGF-β1 receptor inhibitor (SB431542 (hereinafter sometimes abbreviated as “SB”) in the ALP-inducing activity of TGF-β1 and synthetic peptide H-2 (SEQ ID NO: 1) was added to FIG. HPDL cells were cultured by adding 10 nM VD, SB was added at a concentration of 10 μM, and TGF-β1 was examined at concentrations ranging from 0 to 5 ng / mL.
As shown in FIG. 5 (A), TGF-β1 inhibitor SB431542 significantly inhibited the ALP-inducing activity of TGF-β1, but as shown in FIG. 5 (B), the synthetic peptide H- The ALP-inducing activity of HPDL cells increased in response to 2 was not inhibited by the addition of SB and was not affected. This suggests that the cell differentiation activity of the synthetic peptide is induced via a receptor different from the TGF-β1 receptor.

なお、結果を図示してはいないが、ST2細胞のALP活性は、BMP-2で増強され、TGF-β1では増強されず、どの合成ペプチドでも増強されなかった。   Although the results are not shown, the ALP activity of ST2 cells was enhanced by BMP-2, not by TGF-β1, and not by any synthetic peptide.

〔TGF-β1と合成ペプチドH-2の石灰化活性〕
リコンビナントTGF-β1と合成ペプチドH-2(SEQ ID NO:1)について、HPDL細胞の石灰化活性を、下記するように分析した。合成ペプチドH-2はALP誘導活性が、どの合成ペプチドよりも高かったので、該ペプチドの石灰化活性を調べることにした。
HPDL細胞を、6穴プレートにそれぞれ1×10個ずつ播き、24時間培養した。その後、その培地を、50μMアスコルビン酸、10mM β-グリセロリン酸、10nM 1α-25ジヒドロキシ-ビタミンD(分化培地)、試料(TGF-β1:1ng/mL、H-2:25μg/mL)をそれぞれ含む成長培地に交換した。
培地を72時間ごとに交換しながら、細胞を28日間培養し、培地を捨て、アリザリンレッドS染色とカルシウム量とで、石灰化活性を調べた。
[Calcification activity of TGF-β1 and synthetic peptide H-2]
Recombinant TGF-β1 and synthetic peptide H-2 (SEQ ID NO: 1) were analyzed for calcification activity of HPDL cells as described below. Since synthetic peptide H-2 had higher ALP-inducing activity than any synthetic peptide, it was decided to examine the mineralization activity of the peptide.
1 × 10 5 HPDL cells were seeded in a 6-well plate and cultured for 24 hours. Thereafter, the medium was divided into 50 μM ascorbic acid, 10 mM β-glycerophosphate, 10 nM 1α-25 dihydroxy-vitamin D 3 (differentiation medium), and samples (TGF-β1: 1 ng / mL, H-2: 25 μg / mL), respectively. The growth medium was changed.
The cells were cultured for 28 days while changing the medium every 72 hours, the medium was discarded, and the calcification activity was examined with alizarin red S staining and calcium content.

〔分析方法〕
アリザリンレッドS染色のために、28日間培養した細胞を100%メタノールで固定し、10分間アリザリンレッドSで染色した。アリザリンレッドSの染色液は1%のアリザリンレッドS(sodium alizarin sulfonate:Sigma)を純水に溶かし、0.1Nアンモニア水でpH6.4に調製したものである。
カルシウム量を測るためには、細胞部分を0.5N塩酸に溶解させた。その溶液についてCalcium C-test kit(Wako Pure Chemical Industries Ltd, Osaka、Japan)で反応させ、570nmの吸光度を、プレートリーダーを用いて測定した。ヒトエナメルシースプロテインに相当するcDNAのDNA塩基配列はALF DNA zSequencer(Pharmacia, LKB ALF, Sweden)で決定した。
[Analysis method]
For alizarin red S staining, cells cultured for 28 days were fixed with 100% methanol and stained with alizarin red S for 10 minutes. The staining solution for alizarin red S is prepared by dissolving 1% alizarin red S (sodium alizarin sulfonate: Sigma) in pure water and adjusting the pH to 6.4 with 0.1 N aqueous ammonia.
In order to measure the amount of calcium, the cell portion was dissolved in 0.5N hydrochloric acid. The solution was reacted with Calcium C-test kit (Wako Pure Chemical Industries Ltd, Osaka, Japan), and the absorbance at 570 nm was measured using a plate reader. The DNA base sequence of cDNA corresponding to human enamel sheath protein was determined by ALF DNA zSequencer (Pharmacia, LKB ALF, Sweden).

図6に、H-2ペプチドとTGF-β1の石灰化活性の結果を示す。図6中の「Cont」は、試料(TGF-β1やH-2)が一切添加されていないコントロールを示す。
図6(A)が、アリザリンレッドSで染色した写真であり、図6(B)が、測定したカルシウム量(ng/cm)である。
FIG. 6 shows the results of calcification activity of H-2 peptide and TGF-β1. “Cont” in FIG. 6 represents a control to which no sample (TGF-β1 or H-2) was added.
FIG. 6 (A) is a photograph stained with alizarin red S, and FIG. 6 (B) is a measured calcium amount (ng / cm 2 ).

図6(A),(B)に示すように、H-2ペプチドは、コントロール(これも石灰化する)よりも石灰化を誘導することがわかったが、その誘導レベルは、ポジティブコントロールであるTGF-β1のそれよりは低かった。   As shown in FIGS. 6 (A) and (B), the H-2 peptide was found to induce calcification more than the control (which also calcifies), but the induction level is a positive control. It was lower than that of TGF-β1.

〔ライトサイクラーを使った半定量的PCR〕
HPDL細胞の分化の状態と関係する石灰化組織マーカーであるオステオポンチン、オステオカルシン、骨シアロタンパクの発現について、石灰化を誘導する培地の中でのHPDL細胞の4日間、14日間、28日間の培養から得られる全mRNAを用いて、調べた。
[Semi-quantitative PCR using a light cycler]
Regarding the expression of osteopontin, osteocalcin, and bone sialoprotein, which are calcified tissue markers related to the differentiation state of HPDL cells, from culture of HPDL cells in culture medium inducing calcification for 4 days, 14 days, 28 days The total mRNA obtained was examined.

培養したHPDL細胞からRNAzolTM B(Tel-Test Inc., Friendswood, TX, USA)を使って全RNAを抽出した。cDNAは4〜21日間培養したHPDL細胞の3μgの全RNAからoligo-dTプライマーと You-primed First-Strand Beads Kit(Amersham-Pharmacia Biotech, Piscataway, NJ, USA)を使ってプロトコル通りに合成した。PCRプライマーはヒトのmRNA配列を元に合成した。プライマーペアは以下のとおりである;
オステオポンチン:5’-TGACCTCTGTGAAAACAGCGT-3’(SEQ ID NO:45) と5’-TGTACATTGTGAAGCTG TGAA-3’(SEQ ID NO:46) (301bp)、
オステオカルシン:5’-TTGTGTCCAAGCAGGAGGGCA-3’(SEQ ID NO:47) と5’-ACATCCATAGGGCTGG GAGGT-3’(SEQ ID NO:48) (304bp)、
骨シアロタンパク:5’-GCAGAAGTGGATGAAAACGA-3’(SEQ ID NO:49) と5’-TGGTGGTAGTATTCTGACCA-3’(SEQ ID NO:50) (448bp)。
プライマーセットはglyceraldehyde-3phosphate dehydrogenase (Clontech, Palo Alto, CA, USA) mRNAをコントロールとして増幅した。
cDNAは、DNA master SYBR Green I kitとライトサイクラー(Roche Molecular Biochemicals, Mannheim, Germany)を使って定法どおりに調製された。各々のmRNAの相対量はPCR産物の半分量を使って調べられ、またこれらはGAPDH mRNAの相対比較によって修正された。
Total RNA was extracted from cultured HPDL cells using RNAzol B (Tel-Test Inc., Friendswood, TX, USA). cDNA was synthesized from 3 μg of total RNA of HPDL cells cultured for 4 to 21 days using the oligo-dT primer and You-primed First-Strand Beads Kit (Amersham-Pharmacia Biotech, Piscataway, NJ, USA) according to the protocol. PCR primers were synthesized based on human mRNA sequences. The primer pairs are as follows:
Osteopontin: 5′-TGACCTCTGTGAAAACAGCGT-3 ′ (SEQ ID NO: 45) and 5′-TGTACATTGTGAAGCTG TGAA-3 ′ (SEQ ID NO: 46) (301 bp),
Osteocalcin: 5′-TTGTGTCCAAGCAGGAGGGCA-3 ′ (SEQ ID NO: 47) and 5′-ACATCCATAGGGCTGG GAGGT-3 ′ (SEQ ID NO: 48) (304 bp),
Bone sialoprotein: 5′-GCAGAAGTGGATGAAAACGA-3 ′ (SEQ ID NO: 49) and 5′-TGGTGGTAGTATTCTGACCA-3 ′ (SEQ ID NO: 50) (448 bp).
The primer set was amplified using glyceraldehyde-3phosphate dehydrogenase (Clontech, Palo Alto, CA, USA) mRNA as a control.
cDNA was prepared routinely using a DNA master SYBR Green I kit and a light cycler (Roche Molecular Biochemicals, Mannheim, Germany). The relative amount of each mRNA was determined using half of the PCR product and these were corrected by relative comparison of GAPDH mRNA.

図7に、ライトサイクラーを使った半定量的PCRの測定結果を示す。
図7(A)がHPDL細胞の骨シアロタンパク遺伝子、図7(B)がオステオカルシン遺伝子、図7(C)がオステオポンチン遺伝子、の発現について、それぞれ「4C」の値に比較して示している。
「4C」は、4日間培養したコントロール、
「4T」は、TGF-β1で4日間培養、
「4H」は、H-2で4日間培養、
「14C」は、14日間培養したコントロール、
「14T」は、TGF-β1で14日間培養、
「14H」は、H-2で14日間培養、
「28C」は、28日間培養したコントロール、
「28T」は、TGF-β1で28日間培養、
「28H」は、H-2で28日間培養、をそれぞれ表している。
TGF-β1は1ng/mLの濃度で、H-2ペプチドは25μg/mLの濃度で調べた。
FIG. 7 shows the results of semi-quantitative PCR measurement using a light cycler.
FIG. 7A shows the expression of bone sialoprotein gene in HPDL cells, FIG. 7B shows the expression of osteocalcin gene, and FIG. 7C shows the expression of osteopontin gene in comparison with the value of “4C”.
“4C” is a control cultured for 4 days,
“4T” is cultured with TGF-β1 for 4 days,
“4H” is cultured in H-2 for 4 days.
“14C” is a control cultured for 14 days,
“14T” is cultured for 14 days in TGF-β1,
“14H” is cultured in H-2 for 14 days.
“28C” is a control cultured for 28 days,
“28T” is cultured for 28 days in TGF-β1,
“28H” represents 28-day culture with H-2.
TGF-β1 was examined at a concentration of 1 ng / mL, and H-2 peptide was examined at a concentration of 25 μg / mL.

図7(A)〜(C)に示すように、コントロールにおいても、TGF-β1あるいはH-2を添加したケースにおいても、骨シアロタンパク遺伝子、オステオカルシン遺伝子、オステオポンチン遺伝子の全てが発現し、培養している間(発現量が)上昇した。
H-2ペプチドを添加した時のそれらの発現は、TGF-β1のそれに非常に近いものがあり、コントロール値に比べて、それら骨シアロタンパク遺伝子、オステオカルシン遺伝子、オステオポンチン遺伝子の発現を促進することを示した。
As shown in FIGS. 7A to 7C, all of the bone sialoprotein gene, osteocalcin gene, and osteopontin gene are expressed and cultured in both the control and the case where TGF-β1 or H-2 is added. (Expression level) increased while
Their expression when H-2 peptide was added was very close to that of TGF-β1, and compared to the control value, the expression of these bone sialoprotein gene, osteocalcin gene, and osteopontin gene was promoted. Indicated.

〔統計分析〕
本実施例における全ての値は平均(the means±SEM)を取った。統計処理はStudent's unpaired t-testを使って決定し、p<0.05を持って有意差ありとした。
[Statistical analysis]
All values in this example were averaged (the means ± SEM). Statistical processing was determined using Student's unpaired t-test, and p <0.05 was considered significant.

本発明のポリペプチド、あるいは、タンパク質を有効成分とする歯周組織再生剤は、優れた歯周組織再生作用を有する。
したがって、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、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、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。
The periodontal tissue regenerating agent comprising the polypeptide or protein of the present invention as an active ingredient has an excellent periodontal tissue regenerating action.
Therefore, after treating dental diseases such as periodontal disease, the therapeutic agent intended to regenerate the removed periodontal tissue, gingival retraction by brushing, and tooth root exposure by the denture used at the time of treatment It can also be used as a therapeutic agent aiming at regenerating periodontal tissue in response to the above, a biomaterial constituting an implant surface, and the like.
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.

Claims (4)

SEQ ID NO:35またはSEQ ID NO:36で示されるアミノ酸配列を含有するポリペプチド。   A polypeptide comprising the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 35 or SEQ ID NO: 36. ヒトのシースリンのN末端側からプロテアーゼにより分解生成したヒトエナメルシースプロテインのC末端側ペプチドから合成されることを特徴とする請求項1に記載のポリペプチド。   The polypeptide according to claim 1, wherein the polypeptide is synthesized from a C-terminal peptide of human enamel sheath protein produced by protease degradation from the N-terminal side of human sheathlin. 請求項1または2に記載のポリペプチドからなるタンパク質。   A protein comprising the polypeptide according to claim 1 or 2. 請求項1または2に記載のポリペプチド、あるいは、請求項3に記載のタンパク質を有効成分とする歯周組織再生剤。   A periodontal tissue regenerating agent comprising the polypeptide according to claim 1 or 2 or the protein according to claim 3 as an active ingredient.
JP2010275487A 2010-04-19 2010-12-10 Polypeptide and protein comprising the polypeptide, and periodontal tissue-regenerating agent containing them as active ingredients Pending JP2011225519A (en)

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