JP2905797B2 - ヒトトロンボモジュリンを固定化した抗血栓性材料 - Google Patents

ヒトトロンボモジュリンを固定化した抗血栓性材料

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JP2905797B2 JP2117724A JP11772490A JP2905797B2 JP 2905797 B2 JP2905797 B2 JP 2905797B2 JP 2117724 A JP2117724 A JP 2117724A JP 11772490 A JP11772490 A JP 11772490A JP 2905797 B2 JP2905797 B2 JP 2905797B2
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ヒトトロンボモジュリンをスペーサーを介
して、不溶性担体に共有結合により固定化した抗血栓性
材料に関する。
〔従来の技術〕
近年、人工臓器などの医用材料の開発の重要性が高ま
っているが、この技術においては、生体適合性の問題が
存在し、特に血液凝固をひきおこして血栓を生成しない
性質、即ち抗血栓性が特に要求される。
医用材料に抗血栓性を持たせるための方法としては、
大きく分けて、材料自体の物理化学的性状を工夫する方
法と、材料に抗血栓作用を有する生理活性成分を固定化
する方法の2つが挙げられる。このうち、生理活性成分
を固定化する方法については、近年、血栓形成の機序が
分子レベルでかなり明らかになり、血栓形成を抑制する
因子や形成された血栓を溶解する因子が多く見つかって
いるため、これらを利用することが試みられている。
ここで、生理活性成分の固定化については、大きく次
の2つに分けることができる。即ち、1)イオン結合に
よる固定化や材料への包埋による固定化のように、生理
活性成分を徐放するタイプのもの、2)共有結合により
固定化することにより、抗血栓性作用を材料近傍に限定
するタイプのもの、の2つが挙げられる。このうち、
1)の徐放性のものは、生理活性成分が血液中に放出さ
れることによる副作用の問題がある。さらに、徐放が進
んだ時の徐放の安定性の問題や、完全に放出された後は
抗血栓性作用は期待できなくなるなどの問題もある。
次に、固定化される生理活性成分については、血栓形
成のどの過程に作用するかにより、大きく3種類に分け
られる。即ち、1)血液凝固因子の活性を抑えるもの、
2)血小板の活性化を抑えるもの、及び、3)形成した
血栓を溶解する作用を持つもの、の3種類に分けられ
る。1)では、ヘパリン、アンチトロンビンIII、トロ
ンボモジュリンなどが、2)では、プロスタグランジ
ン、アスピリン、スルフィンピラゾンなどが、3)では
ウロキナーゼなどが挙げられる。
トロンボモジュリンは、抗血栓性作用のある生理活性
成分として、近年、注目されている(鈴木宏治、山本修
司、「臨床病理」、81号、134ページ)。トロンボモジ
ュリンは、トロンビンと可逆的に結合し1:1の複合体を
形成することにより、トロンビンの血液凝固系および血
小板に対する凝集促進作用を促進する。さらに、トロン
ビンによるプロテインCの活性化を促進して血液凝固を
抑制する。また、トロンボモジュリンのアミノ酸配列の
一部であるペプチドまたはその相同変異体もトロンビン
によるプロテインCの活性化を促進することが判明して
いる(特開昭64−6219号公報)。
さらに、トロンボモジュリンの抗血栓性を利用する目
的で、ウシ肺由来のトロンボモジュリンを生理学的に許
容し得る担体に固定して成る抗血栓性材料が開示されて
いる(特開昭61−82760号公報)。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記特開昭61−82760号公報に開示されているウシ肺
由来トロンボモジュリンは純度および構造が明確でな
い。これらのことは、実際の抗血栓性材料を作成する時
には、抗血栓性の再現性に大きく影響することになる。
さらに、トロンボモジュリンの取得に関しても、詳細は
不明であるため、この点でも抗血栓性の再現には問題が
残る。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明者らは、由来、構造の明確なヒトトロンボモジ
ュリンを、不溶性担体に固定化した抗血栓性材料を鋭意
検討した結果、スペーサーを介して、共有結合によりヒ
トトロンボモジュリンを不溶性担体に固定化したもの
が、抗血栓性材料として好適であることを見い出し、本
発明をなすに至った。
本発明にかかわるヒトトロンボモジュリンは、たとえ
ば、ヒト肺組織から精製したトロンボモジュリンをその
一例として挙げることができる。このトロンボモジュリ
ンの取得方法および精製方法については、たとえば、特
開昭64−6219号公報の参考例2に記載される方法を用い
ることができる。さらに遺伝子工学的手法によっても、
本発明にかかわるヒトトロンボモジュリンを得ることが
できる(特開昭64−6219号公報)。
さらに、ヒトトロンボモジュリンとしては、トロンボ
モジュリン分子をそのまま用いてもよいし、トロンボモ
ジュリンの構造の一部分の構造を有するペプチドまたは
該ペプチドを含む構造を有するペプチドを用いてもよ
い。トロンボモジュリンの構造の一部分の構造を有する
ペプチドとしては、次式(I): で表されるアミノ酸配列を含有することを特徴とする。
トロンビンによるプロテインCの活性化を促進する作用
を有するペプチドまたはその相同変異体を挙げることが
できる。
本発明で用いられる不溶性担体は、親水性担体、疎水
性担体いずれも使用できる。また、不溶性担体の形状
は、粒子状、繊維状、中空糸状、膜状などいずれの公知
の形状も用いることができる。不溶性担体は、スペーサ
ーを共有結合により固定化するのに利用できる官能基を
有するものであれば、材質は得に限定されない。該官能
基を不溶性担体自体が持たない場合でも、適当な化学的
修飾によりヒトトロンボモジュリンの固定化に利用し得
る官能基を生じさせることができるものは、本発明に使
用することができる。
このような不溶性担体の例としては、アガロース系、
デキストラン系、セルロース系、ポリアクリルアミド
系、ガラス系、活性炭系、ポリアミド系、ポリエステル
系、ポリウレタン系、ビニル化合物の重合体などを挙げ
ることができる。
スペーサーの不溶性担体への固定化には、共有結合が
用いられる。また、スペーサーとヒトトロンボモジュリ
ンの間の結合も、共有結合が用いられる。これらの共有
結合を形成させる方法としては、固定化酵素、アフィニ
ティクロマトグラフィーで通常用いられる公知の活性化
方法および結合方法を用いることができる。
本発明にかかわるスペーサーは、線状分子の両端にあ
る強イオン性基でない親水性官能基がそれぞれヒトトロ
ンボモジュリンの官能基と不溶性担体の官能基と直接
に、または、官能基を活性化して得られる活性基と反応
して共有結合した構造を有し、ヒトトロンボモジュリン
とプロテインCおよび/またはトロンビンとが十分相互
作用し得る長さであることが好ましい。
線状分子としては、たとえば、両末端の親水性官能基
の間に、メチレン鎖、アミド結合、エーテル結合などを
有したものが挙げられる。該線状分子の長さは、該分子
の末端に固定化されたヒトトロンボモジュリンが、プロ
テインCおよび/またはトロンビンと十分に相互作用し
得る長さであれば特に限定されないが、炭素数1〜500
に相当する分子長であることが好ましい。実用的には炭
素数3〜350に相当する分子長がより好ましい。具体的
には、6−アミノヘキサン酸、β−アラニン、グリシ
ン、グリシルグリシン、グリシルグリシルグリシン、ア
ミノエタノール、2,2′−ジアミノジエチルエーテル、
ポリグリシン、ポリエチレングリコールおよびその誘導
体、ポリプロピレングリコールおよびその誘導体などを
挙げることができる。
また、両端にアミノ基を有するジアミン、両端にカル
ボキシル基を有するジカルボン酸なども用いることがで
きる。
ジアミンの例としては、1,2−ジアミノエタン、1,3−
ジアミノプロパン、1,4−ジアミノブタン、1,5−ジアミ
ノペンタン、1,6−ジアミノヘキサン、1,7−ジアミノヘ
プタン、1,8−ジアミノオクタン、1,9−ジアミノノナ
ン、1,10−ジアミノデカンなどを挙げることができる。
また、ジカルボン酸の例としては、シュウ酸、マロン
酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、
スベリン酸などを挙げることができる。また、ポリエチ
レングリコールの誘導体としては、たとえば、次式(I
I)で示される構造を有するものを挙げることができ
る。
H2NCH2CH2CH2O(CH2CH2O)nCH2CH2CH2NH2 (n=1〜160) ……(II) さらに、ポリプロピレングリコールの誘導体として
は、たとえば次式(III)で示される構造を有するもの
を挙げることができる。
スペーサーは単一種でも、また二種以上の共存でもよ
い。また、単一種の線状分子を固定化した後に、該線状
分子の末端に他の種類の線状分子を固定化してスペーサ
ーとしても良い。このような例として、たとえば、不溶
性担体にグルタル酸などのジカルボン酸を固定化した後
に、前記式(II)で示されるポリエチレングリコールの
誘導体をさらに固定化させたものを挙げることができ
る。
上記の線状分子の不溶性担体への固定化、および該線
状分子の末端へのヒトトロンボモジュリンの固定化に
は、官能基を活性化したいわゆる活性基を生成させた後
に目的の物質を反応させて固定化する方法を用いてもよ
いし、カルボジイミドなどの縮合剤を用いて反応させた
い官能基を反応させて固定化する方法を用いてもよい。
不溶性担体を活性化して生成する活性基としては次の
ものを挙げることができる。ここでいう活性基とは、ス
ペーサーとなる線状分子またはヒトトロンボモジュリン
のアミノ基、ヒドロキシル基、スルフヒドリル基、カル
ボキシル基などの活性水素を有する求核反応基と反応し
得る基であり、具体的には、イミダゾリルカルバメート
基、イミドカーボネート基、シアネートエステル基、エ
ポキシ基、カーボネート基、ブロモアセチル基、ハロゲ
ン化トリアジン基、トレシル基などを挙げることができ
る。
本発明の抗血栓性材料の抗血栓性の指標としては、た
とえば、活性化部分トロンボプラスチン時間を挙げるこ
とができる。活性化部分トロンボプラスチン時間は、血
漿の内因系凝固系の全過程での凝固時間であり、抗血栓
性を有する物質が存在するとその時間が延長するため、
抗血栓性の指標となる。
〔発明の効果〕 本発明の抗血栓性材料は、抗血液凝固作用と血小板凝
集抑制作用および血栓溶解作用を有するヒトトロンボモ
ジュリンを、スペーサーを介して共有結合により不溶性
担体に固定化してあるため、スペーサーのないものと比
べて抗血栓性が大きいという利点を有している。
さらに、本発明の抗血栓性材料は、構造の明確なヒト
トロンボモジュリンを用いるため、再現性のよい抗血栓
性材料を作成することが期待される。
以下の実施例において、本発明をさらに詳細に説明す
るが、本発明は実施例に何ら限定されるものではない。
〔実施例〕
実施例 ヒトトロンボモジュリンとして、特開昭64−6219号公
報の記載に従い、遺伝子工学的手法によって得たトロン
ボモジュリンを用いた。また、不溶性担体としてはガラ
スビーズを用いた。
N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピル基を
表面に有するガラスビーズ(シグマ社製、アミノ基含量
323μmol/g)1.0gを0.2Mのリン酸緩衝化生理食塩水(pH
5.0)9mlに懸濁させた。グルタン酸42.6mgと、1−エチ
ル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミ
ド・一塩酸塩1.24gを、0.2Mリン酸緩衝化生理食塩水(p
H5.0)5mlに溶解し、1時間、氷冷下で撹拌して得た溶
液と、上記の懸濁液とを混合した。この混合により得ら
れた懸濁液を、氷冷下で24時間、撹拌した。次に、両末
端にアミノ基を有するポリエチレングリコール(商品名
サンブライト、分子量3500、日本油脂(株)製)1.13g
を、0.2Mのリン酸緩衝化生理食塩水(pH5.0)6mlに溶解
して得た溶液を上記の懸濁液に加え、氷冷下、24時間、
撹拌した。上記のようにして得られたスペーサー付担体
を0.2Mのリン酸緩衝化生理食塩水(pH5.0)で洗浄し
た。
次に、ヒトトロンボモジュリン3mgを、0.2Mのリン酸
緩衝化生理食塩水(pH5.0)3mlに溶解した溶液に、1−
エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジ
イミド・一塩酸塩を4mg/mlの濃度で含む溶液〔0.2Mリン
酸緩衝化生理食塩水(pH5.0)〕0.18mlを加え、氷冷
下、1時間、撹拌した。該溶液を、上記のスペーサー付
担体を0.2Mのリン酸緩衝化生理食塩水(pH5.0)8mlに懸
濁させた懸濁液に加えて、氷冷下、48時間、撹拌するこ
とによりヒトトロンボモジュリン固定化担体を得た。
このようにして得られた担体の抗血栓性の指標とし
て、活性化部分トロンボプラスチン時間を測定した。
新鮮なヒト血液と3.8%クエン酸ナトリウム水溶液の
9:1混和液を、4℃で10分間遠心分離して得たヒト血漿1
00μと、上記のヒトトロンボモジュリン固定化担体10
0μに、パトロンチン(ベーリングベルケ社製)100μ
を加え、37℃で2分間インキュベートした。この後、
0.05Mの塩化カルシウム水溶液100μを加えて凝固を開
始させ、フィブリンが生成するまでの時間を測定した。
これにより得られた活性化部分トロンボプラスチン時
間は、173秒であった。
比較例1 ガラスビーズとヒトトロンボモジュリンの間にスペー
サーを介さないこと以外は、実施例1とほぼ同様にして
担体を得た。即ち、N−(2−アミノエチル)−3−ア
ミノプロピル基を表面に有するガラスビーズ1.0gを0.2M
のリン酸緩衝化生理食塩水(pH5.0)8mlに懸濁させた。
次に、ヒトトロンボモジュリン3mgを、0.2Mのリン酸緩
衝化生理食塩水(pH5.0)3mlに溶解した溶液に、1−エ
チル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイ
ミド・一塩酸塩を4mg/mlの濃度で含む溶液〔0.2Mリン酸
緩衝化生理食塩水(pH5.0)〕0.18mlを加えて得られた
溶液に上記の懸濁液を加えて、氷冷下、48時間、撹拌し
た。
このようにして得られたヒトトロンボモジュリン固定
化担体の抗血栓性の指標として、実施例1に示した方法
で、活性化部分トロンボプラスチン時間を測定したとこ
ろ、152秒であった。
比較例2 N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピル基を
表面に有するガラスビーズを用いて、実施例1の方法に
より活性化部分トロンボプラスチン時間を測定したとこ
ろ、112秒であった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 尚史 静岡県富士市鮫島2番地の1 旭化成工 業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−82760(JP,A) 国際公開90/1305(WO,A1) 国際公開87/50(WO,A1) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) A61L 33/00

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】下記の式(I)で表されるアミノ酸配列を
    含有し、トロンビンによるプロテインCの活性化を促進
    する作用を有するトロンボモジュリンを、不溶性担体
    に、両端にアミノ基を有し分子量が約3500であるポリエ
    チレングリコール誘導体より作成したスペーサーを介し
    て共有結合により固定化した抗血栓性材料。
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