(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
細胞増殖を促進するのに有用な組織修復用組成物の調製方法であって、粘膜下組織を含む組織材料を抽出補助剤の水溶液で抽出して、抽出された成分類と抽出補助剤との水溶液を形成し、前記抽出された成分類を前記抽出補助剤から分離して、組織修復用組成物を形成する諸段階を含み、前記組織修復用組成物は抽出されたタンパク質を含んでなる方法。
【請求項２】
少なくとも１種類の成分を前記抽出物の他の成分類から分離して、前記組織修復用組成物を形成する段階をさらに含む請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記粘膜下組織を含む組織材料が腸粘膜下組織、胃粘膜下組織、膀胱粘膜下組織および子宮粘膜下組織からなる群から選択される請求項１または請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記抽出補助剤がカオトロピック試薬類、酵素類および酵素阻止物質類からなる群から選択される請求項１または請求項２記載の方法。
【請求項５】
前記抽出補助剤がカオトロピック試薬を含む請求項１または請求項２記載の方法。
【請求項６】
前記カオトロピック試薬が尿素、グアニジン、塩化ナトリウム、塩化マグネシウム、イオン性または非イオン性表面活性剤から選択される請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記抽出補助剤溶液が少なくとも１種類のプロテアーゼ阻止剤をさらに含む請求項５記載の方法。
【請求項８】
前記抽出された成分類を、前記抽出補助剤から分離する段階が、前記抽出された成分類と前記抽出補助剤との水溶液を透析する段階を含む請求項１または請求項２記載の方法。
【請求項９】
前記透析ずみ溶液を凍結乾燥する段階をさらに含む請求項８記載の方法。
【請求項１０】
粘膜下組織を含む組織材料の分離抽出物を含む組織修復用組成物であって、前記抽出物が細胞増殖を促進することが可能であって、前記抽出物が抽出されたタンパク質を含み、前記抽出物が実質的に抽出補助剤を含まない組織修復用組成物。
【請求項１１】
前記タンパク質が増殖因子を含有する請求項１０記載の組織修復用組成物。
【請求項１２】
前記増殖因子がＴＧＦβ関連タンパク質または線維芽細胞増殖因子である請求項１１記載の組織修復用組成物。
【請求項１３】
前記タンパク質がフィブロネクチンを含有する請求項１０記載の組織修復用組成物。
【請求項１４】
前記抽出物がグリコサミノグリカンをさらに含有する請求項１０記載の組織修復用組成物。
【請求項１５】
前記抽出物がコンドロイチン硫酸Ａまたはコンドロイチン硫酸Ｂをさらに含有する請求項１０記載の組織修復用組成物。
【請求項１６】
前記抽出物がヘパリン、ヘパラン硫酸またはヒアルロン酸をさらに含有する請求項１０記載の組織修復用組成物。
【請求項１７】
前記抽出物が乾燥粉末形態または凍結乾燥形態である請求項１０記載の組織修復用組成物。
【請求項１８】
前記抽出物がクリームの形態である請求項１０記載の組織修復用組成物。
【請求項１９】
脊椎動物腸粘膜下組織の分離抽出物を含む組織修復用組成物であって、前記抽出物がタンパク質を含み、前記抽出物は天然腸粘膜下組織に存在する生物学的活性成分に富み、前記富化生物学的活性成分が生物学的に活性のままである前記分離抽出物。
【請求項２０】
細胞増殖を促進する組織修復用組成物を調製するための温血脊椎動物の粘膜下組織を含む組織材料の分離抽出物の使用であって、前記抽出物はタンパク質を含んでなる前記使用。
【請求項２１】
請求項２記載の方法によって調製された組織修復用組成物。
【請求項２２】
細胞増殖培地のための添加物としての請求項１０記載の組織修復用組成物の使用。
【請求項２３】
創傷治癒を促進するのに有効な量の請求項１０記載の組織修復用組成物の創傷包帯への使用。
【発明の詳細な説明】
本発明は米国政府の後援で、米国保健機構の認める基金＃１ ＲＯ１ ＨＤ３１４２５−０１によって行われた。米国政府は本発明に一定の権利を保有する。
発明の分野
本発明は、天然組織の基底膜から調製される生物学的活性抽出物または濃縮物、および細胞の成長と増殖を促進させる前記抽出物の使用に関するものである。より詳細に述べるならば、本発明は粘膜下組織抽出物およびその調製、それにin vivoおよびin vitroな細胞増殖を促進するためのそれらの使用に向けられる。
発明の背景および概要
種々の基底膜およびその他の細胞外基質が組織移植片構成物として、または細胞培養基質として利用できることは報告されている。複合基質に由来する数種の基質製品がin vitro細胞増殖の促進の目的に使用するために市販されている。例えば、ベクトン・デイキンソン（Becton Dickinson）は現在この種の２製品、すなわちヒト細胞外基質（Human Extracellular Matrix）およびマトリゲル（MATRIGEL、商標）基底膜基質を提供している。ヒト細胞外基質はヒト胎盤由来のクロマトグラフィーで一部精製された基質抽出物で、ラミニン、コラーゲンＩＶ、およびヘパリン硫酸プロテオグリカンを含む（クラインマン（Kleinman,HK）ら、米国特許第４，８２９，０００号（１９８９））。マトリゲル（MATRIGEL）はエンゲルブレス−ホルム−スワーム（ＥＨＳ）腫瘍の可溶性基底膜抽出物であり、再構成基底膜を形成するようにゲル化したものである。これらの基質製品は両方とも費用のかかる生化学的分離、精製および合成技術を必要とし、したがって製造コストが高い。
温血脊椎動物から採取した粘膜下組織は、in vivoでは損傷組織または疾患組織の修復を誘発し、in vitroでは細胞集団の増殖および分化を誘発する特異な移植片材料として大いに有望なコラーゲン性基質である。粘膜下組織は粘膜層の選択された部分および外側筋層を機械的に除去し、残っている細胞を低張洗浄液で溶解することによって調製された主として細胞外基質材料からなる。これまでの生化学的分析によると、小腸粘膜下組織の組成がその他の基底膜／細胞外基質構造のそれと同様であり、コラーゲン類、プロテオグリカン類、グリコサミノグリカン類および糖タンパク質の複雑な配列からなることを示している。粘膜下組織と同様な細胞外基質組織に共通して確認される主要成分は、細胞粘着タンパク質類、フィブロネクチン、ヴィトロネクチン、トロンボスポンジン、およびラミニン；構造成分類、コラーゲンおよびエラスチン；およびプロテオグリカン類、セルグリシン、バーシカン、デコリン、およびパールカンを含む。
多くの研究は、下部尿道、体壁、腱、靭帯、骨、心臓血管組織および中枢神経系等の多くのin vivo微小環境に移植された粘膜下組織が、ホスト組織の増殖、組織構造のリモデリングおよび再生を誘発し得ることを示している。移植時に細胞侵潤および速やかな血管新生が認められ、粘膜下細胞外基質材料が部位特異的構造および機能特性を有するホスト置換組織に再建される。
粘膜下組織は種々のソース、すなわち食肉生産用に飼育されている動物、例えばブタ、ウシおよびヒツジまたはその他の温血脊椎動物から摘出した腸組織等から得ることができる。組織移植片として、粘膜下組織はリモデリングを受け、ホストに移植されると内因性組織の増殖を誘発する。それは血管移植片、膀胱およびヘルニヤ修復、腱および靭帯の置換および修復、および皮膚移植片に成功裏に用いられてきた。組織移植片組成物としての粘膜下組織の調製および使用は米国特許第４，９０２，５０８号、第５，２８１，４２２号、第５，２７５，８２６号、第５，５５４，３８９号に記載されている。
細胞外基質成分と細胞との直接相互作用は、発育中の移動、増殖および分化の基礎となるプロセスを仲介することが知られている。しかし創傷治癒および組織再生における細胞外基質の役割はそれほどは十分には研究されていない。本発明により、粘膜下組織を抽出し、粘膜下組織の生物学的活性成分が分離され、かつ活性形態で含まれる組成物を提供できることが判明した。このような富化抽出物を組織培養培地の添加物として用いてin vitro細胞成長および増殖を促進することができ、かつまた局所塗布用クリームおよび包帯等の創傷治癒組成物のための活性成分として使用することもできる。
【図面の簡単な説明】
図１Ａおよび図１Ｂは、２種類の増殖因子アッセイにおける３Ｔ３線維芽細胞に与える血清の影響を比較したものである。ウシ新生児血清標準を、全細胞増殖を調べるアラマーブルーアッセイ（●）（図１Ａ参照）および、ＤＮＡ合成を調べる［3Ｈ］−チミジン取り込みアッセイ（○）（図１Ｂ参照）で試験した。生データの単位はアラマーブルー試験では蛍光（λ＝５９０）であり、［3Ｈ］−チミジンではｃｐｍ／ウェル（×１０-4）である。右側の軸でデータは相対的増殖因子単位（ＧＦＵ）として表わされ、変換等式が与えられている。データ点の各組は１つの代表的実験から得た３回づつのサンプルの平均値±Ｓ．Ｄ．である。
図２Ａ−図２Ｄは、バイオアッセイにおける精製増殖因子に対する応答を示す。数種の増殖因子に対する３Ｔ３線維芽細胞の応答を、全細胞増殖について（アラマーブルーアッセイ、●、左軸）およびＤＮＡ合成について（［3Ｈ］−チミジンアッセイ、○、右軸）測定した。市販のブタＴＧＦβ１（図２Ａ）、ウシＦＧＦ−２（図２Ｂ）、ブタＰＤＧＦ（図２Ｃ）、およびヒトＥＧＦ（図２Ｄ）を、線維芽細胞では効果的であることが知られている濃度範囲で試験した。
図３Ａ−図３Ｄは、２種類の増殖因子アッセイにおける線維芽細胞に対するＳＩＳ抽出物の影響の比較である。アラマーブルーアッセイ（●）および［3Ｈ］チミジンアッセイ（○）におけるＳＩＳ抽出物の用量−反応曲線は、種々の抽出物の範囲および活性の差を示す。腸粘膜下組織は塩酸グアニジン（図３Ａ）、尿素（図３Ｂ）、ＭｇＣｌ2（図３Ｃ）またはＮａＣｌ（図３Ｄ）のいずれかで抽出した。
図４は、増殖因子特異抗体による活性の中和を示し、［3Ｈ］−チミジンアッセイにおける標準ＦＧＦ−２（▲）およびＳＩＳの２Ｍ尿素抽出物（○）のＦＧＦ−２活性の中和を示す。データは２実験の平均値である。１００％の対照活性（抗体なし）の数値は１ｎｇ／ｍＬ ＦＧＦ−２では３．５５±０．０３ＧＦＵ、０．２ｍｇ／ｍＬ尿素抽出物では４．９６±０．０５ＧＦＵであった。
図５は、増殖因子特異抗体による活性の中和を示し、アラマーブルーアッセイにおける、標準ＴＧＦβ１（▲）およびＳＩＳからの４Ｍグアニジン抽出物（●）のＴＧＦβ活性の中和を示す。データは反復実験の平均値である（ＴＧＦβ１、ｎ＝２；グアニジン抽出物、ｎ＝３）。１００％対照（抗体なし）の数値は２０ｐｇ／ｍＬのＴＧＦβ１では０．２３±０．０１ＧＦＵ、そして４０μｇ／ｍＬの尿素抽出物では０．１５±０．０５ＧＦＵであった。
図６は、ＳＩＳ抽出物中のＴＧＦβ関連タンパク質の免疫検出を示す図である。ＴＧＦβの標準であるβ１（１０ｎｇ）、β２（２０ｎｇ）、β３（２０ｎｇ）、ウシ骨のグアニジン抽出物４０μｇ（Ｂ）およびブタのグアニジン抽出物ＳＩＳ１６０μｇ（Ｓ）、およびＳＩＳのグアニジン抽出物からカラムクロマトグラフによって一部精製した活性フラクション２００μｇ（ＳＰ）を、４−２０％ＳＤＳ−ＰＡＧＥで分離し、ＰＶＤＦ紙に電気ブロッテイングした。ＴＧＦβの検出はＴＧＦβに対するアフィニティー精製pan-specificポリクローナル抗体（１：１，０００）で行った。ＨＲＰに結合した二次抗体は１：１５，０００であった。
図７は３Ｔ３線維芽細胞増殖に対する胃粘膜下組織の影響を示す。胃粘膜下組織の尿素（ＤＳＳの１’尿素）または塩酸グアニジン抽出物（ＤＳＳの１’ＧｎＨｃｌ）に対する線維芽細胞の反応をアラマーブルーアッセイを用いて測定した。ウシ新生児血清（ＮＮＣＳ）を対照として用い、ＮＮＣＳ中に存在することが知られている増殖因子に対する３Ｔ３細胞の用量反応−標準曲線を作成した。結果は相対的増殖因子単位、ＧＦＵ、として表わされる。
図８は、胃粘膜下組織（ＳＳ）、小腸粘膜下組織（ＳＩＳ）、および膀胱粘膜下組織（ＵＢＳ）の抽出物に対する３Ｔ３線維芽細胞の反応の比較を示す。ウシ新生児血清（ＮＮＣＳ）を対照として用い、ＮＮＣＳ中に存在することが知られている増殖因子に対する３Ｔ３細胞の用量−反応標準曲線を作成した。結果は相対的増殖因子単位、ＧＦＵ、として表わされる。
図９は、胃粘膜下組織（ＳＳ）、小腸粘膜下組織（ＳＩＳ）、および膀胱粘膜下組織（ＵＢＳ）の抽出物に対する３Ｔ３線維芽細胞の反応の比較を示す。ウシ新生児血清（ＮＮＣＳ）を対照として用い、ＮＮＣＳ中に存在することが知られている増殖因子に対する３Ｔ３細胞の用量−反応標準曲線を作成した。結果は相対的増殖因子単位、ＧＦＵ、として表わされる。
発明の詳細な説明
定義
下記の本文中に用いる略語は次の通りである。
ＳＩＳ：小腸粘膜下組織；
ＦＧＦ−２：基礎的線維芽細胞増殖因子（成長因子）；
ＴＧＦβ：変換増殖因子ベータ；
ＧＦ：増殖因子；
ＥＧＦ：上皮（表皮細胞）増殖因子；
ＨＥＰ：ヘパリン；
ＨＳ：ヘパラン硫酸；
ＨＳ：ヒアルロン酸；
ＰＤＧＦ：血小板由来増殖因子
本明細書に用いる用語“生物学的活性成分（bioactive component）”は有効量の化合物または分子を細胞と接触させた際、検出可能の細胞性反応を直接または間接的に誘発するあらゆる化合物、分子または錯化合物（complex）を含む。検出可能な細胞性反応とは、細胞形態学、増殖、成長、タンパク質または遺伝子発現などの変化を含む。コラーゲンは本明細書の生物学的活性物質の定義によると、生物学的活性物質ではない。
本明細書に使用する用語“抽出賦形剤（補助剤；excipient）”とは、高分子構造を崩壊（分断）する作用物質に関係し、化合物類をその物理的特性に基づいて相互に隔離／分離するのに役立つ作用物質も含む。
本明細書に用いる用語“カオトロピック（chaotropic）試薬”とは、分子間または分子内のイオン結合または水素結合で妨害することによって高分子構造を崩壊する作用物質に関係する。
ここに用いる用語“富化（enriched）”は、外部ソースからの成分の添加なしに、複合的な組成物の１つ以上の成分の割合が増加することを言う。よって、粘膜下組織の富化抽出物とは、ソース粘膜下組織の元々の成分類の或るものの割合が、そのソース粘膜下組織のその他の元々の成分類に比較して高くなっている抽出物である。
ＴＧＦβ関連因子は、ＴＧＦβと同様の活性プロフィールを示す化合物である（すなわち、細胞とこの化合物とが接触した際に、細胞の成長、増殖、形態およびタンパク質発現に関してＴＧＦβと同様な細胞反応を誘発する）。
本発明は一部は、生物学的活性抽出物およびその調製方法に向けられる。上記組成物は、粘膜下組織を１つ以上の抽出賦形剤の水溶液で抽出し、抽出された粘膜下組織生物学的活性成分と抽出賦形剤とを含む水溶液を形成するという方法で調製される。抽出された生物学的活性成分をその後当業者には公知の方法を用いて抽出賦形剤から分離し、生物学的活性組成物を提供する。
本発明の生物学的活性組成物のソースおよび出発材料として用いられる粘膜下組織は、温血脊椎動物の腸組織並びにその他の組織ソース、すなわち温血脊椎動物の消化管、気道、尿路管または生殖管等から分離した粘膜下組織を含む。腸組織の調製は米国特許第４，９０２，５０８号に記載され、特許請求されている。その開示は本明細書の記載の一部とする。膀胱粘膜下組織およびその調製は米国特許第５，５５４，３８９号に記載されている。この開示は本明細書の記載の一部とする。胃粘膜下組織も同様な組織処理法を用いて調製され、特徴づけられる。この種のものは、１９９６年１２月１０日に提出された「胃粘膜下組織由来組織移植片」と題する米国特許出願第６０／０３２６８３号に記載されている。つまり、胃粘膜下組織は胃切片から、腸粘膜下組織の調製と同様な処理法で調製される。胃組織切片を先ず縦方向にふき取ることで剥離し、外側層（特に平滑筋層）および粘膜層の管腔部分を除去する。得られた粘膜下組織は約１００−２００μｍの厚さを有し、主として（９８％より多く）無細胞性の、好酸性で染まる（Ｈ＆Ｅ染色）細胞外基質物質からなる。
本発明による生物学的活性組成物のソースとして使用するための好ましい粘膜下組織は、腸粘膜下組織、胃粘膜下組織、膀胱粘膜下組織、および子宮粘膜下組織を含む。腸粘膜下組織が一つの好ましい出発材料であり、温血脊椎動物腸の筋層および少なくとも粘膜層の両方から剥離した腸粘膜下組織が特によい。
本発明により抽出するための前記分離粘膜下組織は、低張溶液でよくすすぎ、まだ粘膜下組織と結合している細胞をすべて溶解し、細胞分解産物を除去するという方法で調製される。一般には、粘膜下組織を抽出行程の前に細砕する。好ましくは粘膜下組織を凍結し、工業的ミキサーで液体窒素下で粉末状にし、−８０°で抽出行程まで保存する。
細砕した粘膜下組織を１種類以上の抽出賦形剤の水溶液を用いて抽出し、粘膜下組織の抽出された生物学的活性成分と抽出用賦形剤とを含む水溶液を調製する。抽出は、増殖因子を抽出する場合は一般には中性に近いｐＨ（約５．５ないし約７．５）で行われ、グリコサミノグリカン成分類の抽出中は酸性ｐＨで行われる。抽出中の溶液温度は約０ないし約５０℃の間に維持される。
本発明による粘膜下組織から生物学的活性成分類を抽出する水溶液を得るために用いる抽出賦形剤は、酵素類、および酵素阻止剤、緩衝液、塩化ナトリウムおよび塩化マグネシウム等のカオトロピック塩類、そして尿素およびグアニジン等のその他のカオトロピック試薬を含む。一般的には抽出賦形剤は少なくとも緩衝剤、および尿素、グアニジン、塩化ナトリウム、塩化マグネシウムおよび非イオン性またはイオン性表面活性剤からなる群から選択されるカオトロピック試薬を含む。カオトロピック試薬としてグアニジンを用いる際には、約２ないし約６Ｍの濃度で用いるのが一般的であり、約４Ｍが最も一般的である。抽出賦形剤として尿素を用いる抽出用溶液は尿素を約２ないし約８Ｍの濃度で含み、より好ましくは約２ないし約４Ｍ尿素を含む。カオトロピック塩の溶液類は約２ないし約８Ｍで使用できる。抽出用賦形剤の種類および濃度等の抽出条件を選択し、最適化して、抽出行程中に生物学的活性成分を変性させずに、それらを可溶化する。
その後、当業者には公知の、透析および／またはクロマトグラフィー法等の方法を用いて、抽出溶液中の生物学的活性成分類を抽出用賦形剤から分離するという方法で、本発明の生物学的活性粘膜下組織抽出物を得る。好ましくは抽出溶液を透析して抽出用賦形剤の濃度を減らすかまたは除去して、抽出された生物学的活性成分の溶液を得る。生成溶液を凍結乾燥すると、本発明の生物学的活性組成物が安定な凍結乾燥物として得られる。
本発明の組成物に含まれる生物学的活性化合物類の性質および量は、抽出溶液に用いる抽出用賦形剤の性質および組成に依存する。例えば、ｐＨ７．４緩衝液中の２Ｍ尿素は、基礎的線維芽細胞増殖因子およびフィブロネクチン富化抽出フラクション（fraction）を与え、同じ緩衝液中の４Ｍグアニジンは、変換増殖因子βの活性プロフィールを示す化合物に富む抽出フラクションを与える。
その他の抽出用賦形剤を使用すれば、プロテオグリカン類、糖タンパク質類およびグリコサミノグリカン類を含む生物学的活性抽出が得られる。このような化合物の例は、ヘパリン、ヘパラン硫酸、ヒアルロン酸、コンドロイチン硫酸Ａおよびコンドロイチン硫酸Ｂである。
正常な組織修復プロセスは、それが再生であれ瘢痕形成であれ、基礎的細胞−細胞および細胞−細胞外基質相互作用によって組織化される分解および生合成プロセスの複雑な多成分カスケードによって特徴づけられる。これらのプロセスは、単球／マクロファージ、線維芽細胞および毛細管内皮細胞等の種々の細胞型を含み、および／またはこれらによって方向づけられる。分泌された循環する細胞外基質結合増殖因子類は協力して作用し、修復プロセス中の細胞の移動、増殖および分化を調節する。例えば、ＰＤＧＦ、ＥＧＦ、ＴＧＦα、ＴＧＦβおよびＦＧＦ−２は、今なお増加し続けるリスト中のほんの一部である。胚および胎児成長期に起きる組織発達と同様に、組織修復の事象は細胞、細胞外基質分子および増殖因子間の相互作用によって仲介される。組織リモデリングプロセスに関する研究から、現在では増殖因子が細胞外基質成分の合成および沈着（deposition）を調節し、また逆に、合成された細胞外基質成分が増殖因子の有用性と活性を調節することが明らかになった。
組織損傷に応答した瘢痕形成に対し、組織再生プロセスは種々の生物材料の移植によって活発にすることができる。組織工学の分野はこれまで、組織置換または創傷修復増幅のための自然に起こる、および／または合成される材料の開発に焦点を当ててきた。本発明によって調製される生物学的活性組成物は、in vitroおよびin vivoにおいて細胞成長および増殖を促進することができる。このため任意に、上記組成物を滅菌して、細胞組織培養用栄養培地の添加物として、または創傷治癒組成物のための一成分として使用することができる。例えば十分有効に治癒を促進する量の上記組成物をクリームベースに加え、傷に塗って治癒を促進する局所用軟膏を調製することができる。或いは、本発明による生物学的活性組成物の溶液を包帯またはその他の創傷包帯の、傷と接触する部分に塗布することもできる。この際これら包帯は創傷治癒を促進する有効量の生物学的活性組成物を傷に運搬するための担体として作用する。
さらに、粘膜下組織の成分類で治療した傷の修復を未治療の対照傷と比べて観察すると、創傷治癒の基礎的原理を研究する機会が与えられる。この生物材料に存在する活性因子類の組成物の最初の理解は、ホスト組織と交換される生化学的シグナルおよび応答の研究に重要である。同様に、ＴＧＦβ関連性タンパク質とＦＧＦ−２の両方を粘膜下組織抽出物中のその他の生物学的活性成分類と共に明らかにすることによって、創傷治癒および組織再生生物材料としての粘膜下組織の特性の背後にある新たなメカニズムを洞察することになる。
本発明の分離抽出物は、グルタールアルデヒドなめし、酸性ｐＨにおけるホルムアルデヒドなめし、エチレンオキシド処理、プロピレンオキシド処理、ガスプラズマ滅菌、ガンマ照射、および過酢酸滅菌等の一般的滅菌方法を用いて滅菌できる。粘膜下組織成分の生物学的活性を顕著には変えない滅菌方法を用いるのが好ましい。好ましい滅菌方法としては、移植片を過酢酸にさらすこと、低量ガンマ照射（２．５ｍＲａｄ）およびガスプラズマ滅菌方法がある。
粘膜下組織増殖因子
粘膜下組織を４種類の水性溶媒で抽出し、その抽出物の、スイス３Ｔ３線維芽細胞に対する影響を評価した。全細胞の増殖、またはＤＮＡ合成どちらかを刺激し得る因子を検出するために２種類のin vitroアッセイを平行して用いた。ＦＧＦ−２およびＴＧＦβに向かう特異抗体類を用いて、これらの増殖因子が、粘膜下組織から抽出できる主要線維芽細胞刺激因子であることを確認した。
組織置換の生物材料として用いる際、粘膜下組織は部位特異的組織リモデリングを誘発する。組織リモデリングを誘発する粘膜下組織成分を確認するために、粘膜下組織を抽出し、その抽出物について、スイス３Ｔ３線維芽細胞を刺激して増殖とＤＮＡの合成を行う能力を試験した。粘膜下組織の様々な抽出物は、全細胞増殖アッセイ（アラマーブルー色素還元）およびＤＮＡ合成アッセイ（［3Ｈ］−チミジン取り込み）両方で分析した際、測定可能な増殖刺激活性を示した。粘膜下組織から濃度２Ｍの尿素で抽出されたタンパク質類は、これら２種類のアッセイにおいて、同様のアッセイにおける基礎的線維芽細胞増殖因子（ＦＧＦ−２）の活性プロフィールに非常に似た活性プロフィールを表わした。同様に、抽出されたタンパク質に応答した細胞形態の変化も、ＦＧＦ−２による変化に非常に似ていた。この増殖因子に対する特異抗体による中和実験は、ＦＧＦ−２の存在を確認し、それが粘膜下組織の尿素抽出物の線維芽細胞刺激活性作用の６０％を占めることを示した。
ＦＧＦ−２に特異的なモノクローナル抗体を用いるウエスターン・ブロット分析は、約１９ｋＤａに反応性二重線を見いだし、ＦＧＦ−２の存在をさらに確認した。粘膜下組織から４Ｍグアニジンで抽出したタンパク質の活性は、変換増殖因子β（ＴＧＦβ）の特異抗体によって一部中和された。この抽出物にさらした線維芽細胞の形態変化は、ＴＧＦβによって誘発される変化と似ていた。非還元性ウエスターン・ブロット分析において２５ｋＤａに反応性バンドが検出されなかったとはいえ、より高い分子量では数本のバンドが反応した（図６参照）。このＴＧＦβ関連成分の同定方法（identity）については知られていない。粘膜下組織中のＦＧＦ−２およびＴＧＦβ関連活性を同定すれば（ＦＧＦ−２およびＴＧＦβは組織発達および分化の重要なプロセスに顕著に影響を与えることは知られている）、創傷治癒および組織リモデリングを高める組成物を作成する可能性が得られる。
粘膜下組織グリコサミノグリカン
グリコサミノグリカン類（ＧＡＧ）は粘膜下組織等の細胞外基質の重要な成分である。したがって抽出を行い、粘膜下組織に存在するグリコサミノグリカン類の種類を同定した。ＧＡＧは、プロテオグリカン コアタンパク質の翻訳後グリコシル化を表わすから、粘膜下組織には種々様々のプロテオグリカンが見いだされると予想される。グリコサミノグリカン類は細胞外基質において構造的および機能的役割両方に貢献する。ＧＡＧは細胞外基質に構造的一体性を与えると共に、軟組織の治癒を数種の方法で調節する。このような調節には、コラーゲン線維の沈着の組織化、血管新生の促進、凝固阻止、および細胞および組織の増殖および分化の開始が含まれる。
創傷治癒期間中は増殖因子−ＧＡＧ相互作用が多い。ヘパリン鎖は血管新生を直接刺激しているのかも知れないし、或いはプロテオグリカンの一部として作用し、ＦＧＦ−２の血管新生効果を促進しているのかも知れない。コンドロイチン硫酸Ｂは数種のプロテオグリカン類の一成分としてＴＧＦβと相互作用し、治癒後期の基質形成およびリモデリングの調節に役立っているのかも知れない。コンドロイチン硫酸Ｂを含むプロテオグリカンは、ＴＧＦ−β１の機能を調節していることに加えて、コラーゲン−フィブリルのサイズ、方向および沈着をコントロールすることによって細胞外基質の構造を調節する。
腸粘膜下組織を化学的に抽出し、抽出物を分析した。抽出可能のウロン酸含有量を測定し、粘膜下組織乾燥重量１ｇあたり４７．７μｍｏｌ（１ｍｇあたり約２１μｇのＧＡＧ）であることが示された。酢酸セルロース膜上の電気泳動分離法を用いて、ヒアルロン酸、ヘパリン、ヘパラン硫酸、コンドロイチン硫酸Ａおよびコンドロイチン硫酸Ｂ（コンドロイチン硫酸Ｂはデルマタン硫酸としても知られている）が確認された。選択的酵素で特異的ＧＡＧを消化することによって、これらのＧＡＧ類の存在を確認した。広範囲の基底膜細胞外基質成分を有する他の組織に一般的な２種類のＧＡＧ、ケラタン硫酸およびコンドロイチン硫酸Ｃ、はこの粘膜下組織抽出物には検出されなかった。
粘膜下組織移植後に哺乳動物に起きるリモデリング現象は、速やかな血管形成および早期単核細胞蓄積を含む。間葉および上皮細胞の増殖および分化が、in vivoな移植の後１週間までに認められるのが普通で、新しい細胞外基質の広範囲沈着が実質的に直ちに起きる。これらのプロセスにおける粘膜下組織ＧＡＧの役割は不明であるが、個々のＧＡＧが重要な細胞機能を果たすことは知られている。
例えば、ＦＧＦ−２は、その受容体に高親和性結合する分子を含む、ヘパリンまたはヘパラン硫酸を必要とする。ひとたびその受容体に結合すると、ＦＧＦ−２は血管化、細胞分化および細胞増殖を誘発する。同様にしてヘパランも、ＥＧＦおよびＰＤＧＦによって誘発される線維芽細胞増殖を強化することが知られており、ヘパリン、ヘパラン硫酸、およびコンドロイチン硫酸Ｂはインスリン様増殖因子−Ｉ（ＩＧＦ−１）のその結合タンパク質への結合を阻止することが最近判明した。多くのin vivo研究で報告される血管形成および細胞増殖の形態学的観察から見ると、このような増殖因子類が粘膜下組織のＧＡＧ類に結合し、または移植後の粘膜下組織のＧＡＧに誘引されることはあり得る。
ヒアルロン酸は細胞外基質にあるＴＧＦ−β１を隔離すると仮定されている。胎児の傷では、それは組織再生およびコラーゲンの速やかで非常に組織的な沈着にも関係している。治癒しつつある組織中の高濃度のヒアルロン酸は、瘢痕のない創傷修復と関連があり、ヒアルロン酸によるＴＧＦ−β１の隔離は瘢痕組織形成を阻止すると仮定される。粘膜下組織のヒアルロン酸濃度は、損傷に反応して局所的に放出されるＴＧＦ−β１に結合するのに十分な量であるらしく、これによってin vivo粘膜下組織移植に応答してあらわれる瘢痕組織沈着およびその後の組織リモデリングが少ないことが説明できる。
コンドロイチン硫酸Ｂはトロンビン誘発性血小板凝集を阻止することによって抗凝固剤の一部として増殖因子と相互作用することができ（だが抗凝固剤としての独立的活性も有する）、組織プラスミノーゲン・アクチベータ（ｔＰＡ）の放出を起こすことによって、線維素溶解経路を活性化しているのかも知れない。コンドロイチン硫酸Ｂは、ヘパリン補因子ＩＩまたは抗トロンビンＩＩを通じてよって直接的に、またはタンパク質Ｃ活性化を通じて間接的に、トロンビン生成を阻止する抗凝固剤として作用することが可能である。粘膜下組織を大直径および小直径の動脈および静脈の移植片として用いるこれまでの血管研究では、緻密層を血液接触表面として用いる際には血栓症は重大な問題ではなかった。材料中に存在するコンドロイチン硫酸Ｂまたはコンドロイチン硫酸Ｂ含有プロテオグリカンが、観察された抗血栓性に貢献しているらしい。
粘膜下フィブロネクチン
フィブロネクチン（Ｆｎ）は血漿および細胞外基質の大きい二量体タンパク質で、分子量約４４０ｋＤａを有する。Ｆｎは新しい細胞外基質に沈着する最初のタンパク質類の一つであり、線維芽細胞および上皮細胞を含む種々の細胞に対し化学走性および細胞粘着活性を有する。これらの細胞は創傷治癒および組織リモデリングに重要であるから、Ｆｎは、ホスト細胞が創傷部位に集まり、滞留するために中枢的役割を演じているのかも知れない。Ｆｎは乾燥重量の約０．１％であり、粘膜下組織の厚さ全体に分布している。
２Ｍ尿素、２．５ｍｇ／ｍｌヘパリン、５０ｍＭトリスを含む緩衝液、ｐＨ７．５、で粘膜下組織を抽出すると、フィブロネクチンに富む抽出物が得られる。この組成物を用いて、選択細胞集団を所望部位に誘引するための走化性作用物質としてin vivo使用することができる。例えば、フィブロネクチン富化粘膜下組織抽出物をそれだけで、またはその他の粘膜下組織抽出物と組み合わせて、またはその他の生物学的活性分子と組み合わせて用い、移植部位にホスト細胞を誘発し保持して損傷または疾患組織の修復を助ける組成物を調製することができる。
本発明の一実施態様によれば、温血脊椎動物の粘膜下組織を用いて、前記粘膜下組織のある種の生物学的活性成分に富む抽出物を調製できる。上記抽出物の調製方法は、粘膜下組織を抽出用賦形剤水溶液で抽出し、抽出された生物学的活性成分類の水溶液を形成し、抽出された生物学的活性成分類を前記抽出用賦形剤から分離して生物学的活性濃縮物組成物を形成する諸段階を含む。分離抽出物を凍結乾燥し乾燥粉末形態の抽出物を形成してもよいし、水溶液の形で使用してもよい。一実施態様において、前記抽出物を用いてin vitroまたはin vivo細胞成長および増殖を誘発する。
一実施態様において、本発明の粘膜下組織抽出物を、ミネラル類、アミノ酸類、糖類、ペプチド類、タンパク質類、またはラミニンおよびフィブロネクチン等の細胞増殖を容易にする糖タンパク質類を含む栄養成分、および上皮増殖因子または血小板由来増殖因子等の増殖因子類と組み合わせる。一好適実施態様においては凍結乾燥形態の粘膜下組織を用いて、標準真核培養培地、または原核培養培地を補充し、標準培地のin vitro培養細胞の増殖を維持、誘発する能力を高めることができる。より詳細に言えば、本発明の粘膜下組織抽出物を市販の細胞培養固体および液体培地（血清をベースとするものおよび血清フリーの両方）と共に用いることができる。粘膜下組織抽出物を含む基質で培養される細胞は粘膜下組織抽出物基質と直接接触してもよいし、粘膜下組織抽出物基質と液体連通するだけでもよい。本発明の細胞成長組成物を用いて未分化細胞の分化を誘発し、それと並んで分化した細胞の増殖を促進し、その間そのような細胞の分化状態を維持し得ることが予見される。
また、本発明の粘膜下組織抽出物を移植可能の組成物類または人工補装具（prosthesis）と組み合わせて用い、内因性細胞の増殖を誘発し、in vivo損傷組織または疾患組織の修復を促進することもできる。粘膜下組織抽出物を薬物学的に容認される担体または賦形剤と組み合わせて、粘膜下組織抽出生物学的活性成分の運搬および所望組織とのin vivo接触を高めることができる。例えば、粘膜下組織抽出物を軟膏、クリーム、またはゲルとして処方し、局所適用するか、または包帯、ガーゼまたは縫合糸のコーティングに用いることができる。軟膏類は一般に（１）疎水性基剤、すなわち白色ワセリンまたは鉱油等の固定油（不揮発性油；fixed oil）類または炭化水素類からなるもの、または（２）吸収基剤、すなわち無水物または水を吸収できる物質からなるもの、例えば無水ラノリン等、を用いて調製される。疎水性かまたは吸収性かにかかわらず、基剤の形成後に活性成分（分離した抽出物）を、所望濃度に達する量加える。
クリーム類は油／水エマルションである。それらは、一般的には固定油、炭化水素類等、例えばワックス類、ワセリン、鉱油等を含んでなる油相（内部相）、および水および水溶性物質、例えば付加的塩類等を含む水相（連続相）からなる。これら２つの相は乳化剤、例えばラウリル硫酸ナトリウム等の界面活性剤；アカシア・コロイドクレー、ヴィーガム等の親水性コロイド類の使用によって安定化される。上記エマルションの形成時に活性成分（分離した抽出物）を所望濃度に達する量加えるのが普通である。
ゲル類は、疎水性基剤、水、またはエマルション懸濁基剤から選択される基剤を含む。上記基剤に基剤の基質を形成するゲル化剤を加え、その粘度を高める。ゲル化剤の例はヒドロキシプロピルセルロース、アクリル酸ポリマー類等である。通常、活性成分（分離された抽出物）はゲル化剤の添加前の時点に所望濃度で加えられる。
細胞増殖を有効に促進する粘膜下組織の生物学的活性抽出物の調製方法は、粘膜下組織を抽出用賦形剤の水溶液で抽出して抽出された生物学的活性成分と抽出賦形剤との水溶液を形成し、上記抽出された生物学的活性成分を上記抽出用賦形剤から分離して生物学的活性抽出物を形成する諸段階を含む。抽出賦形剤は酵素、酵素阻止剤またはカオトロピック試薬、またはこれらの組み合わせであり、その際カオトロピック試薬とは尿素、グアニジン、塩化ナトリウム、塩化マグネシウム、イオン性または非イオン性表面活性剤またはそれらの組み合わせである。
適切な抽出条件の選択によって、あらかじめ選択したある天然成分に富む粘膜下組織抽出物を調製することができる。抽出用賦形剤の種類および濃度を含む抽出条件を選択し、最適化して、調整プロセスの間に生物学的活性成分類を変性させないで可溶化することができる。例えばｐＨ７．４緩衝液中の２Ｍの尿素によれば、基礎的線維芽細胞増殖因子およびフィブロネクチンに富む抽出フラクションが得られ、同じ緩衝液中４Ｍグアニジンによれば、変換増殖因子βの活性プロフィールを示す化合物に富む抽出フラクションが得られる。同様に、抽出条件を選択して、フィブロネクチン、またはコンドロイチン硫酸Ａ、コンドロイチン硫酸Ｂ（デルマタン硫酸）、ヘパリン、ヘパラン硫酸またはヒアルロン酸を含むグリコサミノグリカンに富む抽出物を分離することができる。
＝＝実施例１：ＦＧＦ−２およびＴＧＦβ関連タンパク質の抽出＝＝
アラマーブルーはアラマー・ビオサイエンス社（サクラメント、ＣＡ）から入手した。［3Ｈ］チミジン（６４．０ Ｃｉ／ｍｍｏｌ）および高化学ルミネッセンス（ＥＣＬ）試薬はアマーシャム・ライフ・サイエンス社（アーリントンハイツ、ＩＬ）から購入した。ウシ組換えＦＧＦ−２はベーリンガー・マンハイム（インディアナポリス、ＩＮ）から購入した。精製ブタＰＤＧＦ、組換えヒトＥＧＦ、ブタＴＧＦβ１、pan-specific、ＴＧＦβ中和抗体およびＦＧＦ−２中和抗体はＲ＆Ｄシステムズ社（ミネアポリス、ＭＮ）から購入した。組換えヒトＴＧＦβ３標準はカルビオケム（Calbiochem）から購入した。精製組換えヒトＦＧＦ−２およびＦＧＦ−２に対するモノクローナル抗体はパードュー大学のブラド オルウィン教授から提供を受けた。
細胞
スイス３Ｔ３マウス線維芽細胞はアメリカ培養コレクション（ベセスダ、ＭＤ）から入手した。細胞は、４．５ｇ／Ｌグルコース、２ｍＭグルタミン、１．５ｇ／Ｌ ＮａＨＣＯ3、１００Ｕ／ｍｌペニシリン、１００μｇ／ｍｌストレプトマイシン、および１０％ウシ新生児血清（ＮＮＣＳ）（シグマ、セントルイス、ＭＯ）を含むダルベッコ改良イーグル培地（ＤＭＥＭ）（シグマ、セントルイス、ＭＯ）で増殖させた。細胞を７５ｃｍ2培養フラスコ中で増殖させ、５％ＣＯ2の加湿空気中に３７℃で維持した。３−４日ごとに継代培養を行って、細胞が７５％融合を超えないようにした。全てのアッセイに限定継代数９−１３の細胞を用いた。
小腸粘膜下組織
小腸粘膜下組織（ＳＩＳ）を地方食肉処理工場から入手したブタ腸から調製した。腸を洗って内容物を除去し、反転し、粘膜の表層を機械的剥離によって除去した。その組織を反転して元の向きにし、外側筋層を除去した。調製したＳＩＳチューブを縦方向に切り開き、水中でよくすすいで基質と結合しているすべての細胞を溶解し、細胞分解産物を除去した。すすいだ直後に、ＳＩＳを液体窒素中で凍結し、−８０℃で保存した。凍結組織を１ｃｍのさいの目に刻み、液体窒素下で工業的ミキサーを用いて粉末化し、２ｍｍ2より小さい粒子にし、使用するまで−８０℃で保存した。
ＳＩＳ抽出物の調製
これらの研究に用いる抽出緩衝液は、各々５０ｍＭトリス-ＨＣｌ（ｐＨ７．４）で調製された４Ｍのグアニジン、２Ｍ尿素、２ＭのＭｇＣｌ2および２ＭのＮａＣｌを含んでいた。ＳＩＳ粉末を、フェニルメチルスルホニルフルオリド、Ｎ−エチルマレイミド、およびベンザミジン（プロテアーゼ阻止剤）各１ｍｌを含む抽出緩衝液（２５％ｗ／ｖ）に懸濁し、４℃で２４時間激しく撹拌した。抽出された混合物を４℃で１２０００×ｇで３０分間遠心分離し、上澄液を集めた。不溶性物質は上記抽出緩衝液で短時間洗い、遠心分離し、洗浄液を先の上澄液と一緒にした。上澄液をスペクトレーパー管（Spectrapor tubing）（ＭＷＣＯ３５００、スペクトラム・メディカル・インダストリー、ロスアンジェルス、ＣＡ）中で３０容量の脱イオン水に対して十分透析した（７２時間に９回交換）。透析液を１２０００×ｇで遠心分離し、不溶性物質を除去し、上澄液をそのまま直ちに使用するか、または凍結乾燥して長期間保存した。
アラマーブルーアッセイ
アラマーブルーは代謝インジケーター色素である。酸化還元インジケーターとして、アラマーブルーは正常細胞代謝の反応によって還元され、生きている細胞数（viable cell number）の間接的尺度となる。このアッセイは最近報告されたものであり（ヴォイティク−ハービン（Voytik-Harbin）ら、In Vitro Cell Dev Biol、１９９７）、ここに簡単に提示する。スイス３Ｔ３線維芽細胞を、９６ウェル（96-well）プレートで、１％ウシ新生児血清（ＮＮＣＳ）を含むＤＭＥＭ（２００μｌ）に、８０００細胞／ｍｌの割合で培養した。２４時間インキュベーション後、標準および試験物質を各ウェルに加えた（５０μｌ）。さらに７２時間インキュベーション後、各ウェルを顕微鏡で試験し、細胞生育性、数、および形態を観察した。培地を除去し、１％ＮＮＣＳおよび１０％アラマーブルーを含む新鮮培地を各ウェルに加えた。１８−２０時間後、色素の還元をＬＳ−５０Ｂルミネッセンス スペクトロメーター（パーキンエルマー、ノーウォーク、ＣＴ）を用いて蛍光分光法でモニターした。励起および発光波長はそれぞれ５６０ｎｍおよび５９０ｎｍであった。全サンプルを３回づつ試験した。培養培地中に色素試薬を含むが細胞は含まないウェルで、バックグラウンド蛍光測定値を決定した。全蛍光測定値の平均および標準偏差を計算し、その後バックグラウンドを補正した。１増殖因子単位（ＧＦＵ）は未刺激バックグラウンドより高い（aboveunstimulated background）、血清（ＮＮＣＳ）に対する最大応答の２分の１と定義した。
［3Ｈ］−チミジン取り込みアッセイ
有糸分裂活性を、ＤＮＡ合成中の［3Ｈ］−チミジン取り込みの測定によって定量した。スイス３Ｔ３線維芽細胞を９６ウェルプレートに、１０％ＮＮＣＳ含有完全ＤＭＥＭ２００μｌ中、１４，０００細胞／ｎｌの割合で培養した。細胞を５％ＣＯ2インキュベーター中で３７℃で、融合するまで（約７２時間）増殖させ、その際培地を、２％ＮＮＣＳを含むＤＭＥＭに変更した。２４時間インキュベーション後、標準または試験物質（５０μｌ）を各ウェルに加えた。さらに２４時間インキュベーション後、ｐＨ７．４の２０μｌ燐酸緩衝食塩液（ＰＢＳ）に入った［3Ｈ］−チミジン１μＣｉを各ウェルに加えた。４時間後、培地を除去し、細胞を０．１％トリプシン（１００μｌ）で、最低１０分間３７℃でインキュベートすることによって処理した。上記細胞を２９０ＰＲＤ細胞採取器（ケンブリッジ・テクノロジー社、ウォータータウン、ＭＡ）を用いてガラスファイバー フィルター上に採取し、水で繰り返し洗い、その後７０％エタノールですすいだ。上記フィルターを空気乾燥し、５ｍｌエコライト（Ecolite）（ＩＣＮ、コスタメサ、ＣＡ）液体シンチレーターに入れ、１９００ＴＲパッカード液体シンチレーション分析器（キャンベラ社、メリデン、ＣＴ）を用いて放射能を測定した。全ての標準および試験物質を３回づつ検定し、平均および標準偏差を計算した。１ＧＦＵは未刺激バックグラウンドより高い、血清（ＮＮＣＳ）に対する最大応答の２分の１と定義した。
特異抗体による中和
ＴＧＦβ、ＦＧＦ−２、ＰＤＧＦ、ＥＧＦ、およびＳＩＳ抽出物の用量反応曲線を［3Ｈ］−チミジンおよびアラマーブルーの両アッセイで作成した。アッセイにおいて最大応答を与えた各因子または抽出物の最低濃度を用いて中和研究を行った。抽出物または精製増殖因子類を中和抗体を含まない場合、または含む場合で、３７℃で１時間インキュベートした。抗体濃度は０．５μｇ／ｍｌから２００μｇ／ｍｌまでの範囲であった。中和サンプルの生物活性を［3Ｈ］−チミジンおよびアラマーブルーアッセイ両方で分析した。
ＦＧＦ−２およびＴＧＦβの免疫検出法
抽出物をサンプル緩衝液と混合し、４−２０％勾配または１６．５％ＳＤＳ−ＰＡＧＥで分離した。上記タンパク質類を、wet transfer系の１０ｍＭ ＣＡＰＳ緩衝液、１０％メタノール、１．３ｍＭ ＳＤＳ中で、ポリビニリデン ジフルオリド膜（ＰＶＤＦ）ペーパーに５００ｍＡ、４℃で４時間転写した。これらのブロットを５％乾燥ミルクでブロックした。ＰＢＳ中０．０５％ツイーン−２０、室温で２時間または４℃で一晩。一次抗体を１％ウシ血清アルブミン（ＢＳＡ）および０．０５％ツイーン−２０を含むＰＢＳ（ＢＴＰ緩衝液）で希釈し、前記ブロットと共に３７℃で２時間インキュベートした。前記ブロットを０．０５％ツイーン−２０−ＰＢＳで洗った。ホースラディッシュ ペルオキシダーゼ（ＨＲＰ）に結合した二次抗体をＢＴＰ緩衝液で希釈し、ブロットと共に室温で１時間インキュベートした。最後に洗った後、これらのブロットを高化学ルミネッセンス（ＥＣＬ）試薬と共にインキュベートし、メーカーの指示通りハイパーフィルム−ＥＣＬにさらした（アマーシャム・ライフ・サイエンス社、アーリントンハイツ、ＥＬ）。抗体類の特異的希釈は“図の簡単な説明”に記載されている。
結果：小腸粘膜下組織から抽出された増殖因子活性
数種のカオトロピック水性溶媒を選択してＳＩＳから潜在的増殖因子を抽出した。粉末化したＳＩＳ組織を中性緩衝条件下で高濃度のグアニジン、尿素、ＮａＣｌまたはＭｇＣｌ2によって抽出すると、増殖因子活性は効果的に抽出された。種々の抽出物を２種類のin vitroバイオアッセイで比較する用量反応曲線は、多数回アッセイおよび多数回抽出の有用性を証明した。２種類のアッセイは異なる相補的情報をもたらした。より伝統的な有糸分裂アッセイ（［3Ｈ］−チミジン取り込み）では融合、静止している線維芽細胞単層のＤＮＡ合成の刺激が測定された。補足的に、全細胞増殖アッセイ（アラマーブルー色素還元）により低密度の静止線維芽細胞集団の細胞増加を間接的に測定した。両バイオアッセイをウシ新生児血清を用いて標準曲線で標準化し、結果を相対的増殖因子単位、ＧＦＵ、として表わした（図１Ａおよび１Ｂ参照）。
数種の市販の増殖因子（ＧＦ）の反応を２つのアッセイ、すなわち全細胞増殖のためのアラマーブルーアッセイ（●）およびＤＮＡ合成のための［3Ｈ］−チミジン取り込みアッセイ（○）で評価した。図２Ａ−図２Ｄを参照されたい。各ＧＦは２つのアッセイにおいて、特徴的な活性プロフィールを与えた。しかし血清標準に対して全細胞増殖よりもＤＮＡ合成の方がより高い刺激を受けるという全般的傾向が、これらの精製増殖因子で認められた。ブタＴＧＦβ１は線維芽細胞のＤＮＡ合成および全細胞増殖両方において広範囲のＴＧＦβ１濃度にわたり中程度の増加を示した（図２Ａ）。精製ＰＤＧＦは高レベルのＤＮＡ合成を誘発したが全細胞増殖は全くまたはほとんど起こさなかった（図２Ｃ）。精製ＥＧＦは線維芽細胞のＤＮＡ合成および全細胞増殖両方の用量依存性増加を示し、両アッセイにおいて５ｎｇ／ｍＬで最大刺激が起きた（図２Ｄ）。ＦＧＦ−２は、線維芽細胞に与える影響がアラマーブルーアッセイでは負の数値を引き起こし、ＤＮＡ合成では高レベルの刺激を誘発したという点で、試験したＧＦのなかでは特殊である（図２Ｂ）。ＦＧＦ−２は両アッセイにおいて、大部分の細胞が寄せ集まり、細胞周期を完了することができないほど高度に刺激された細胞類の特徴である高い“核対細胞質”比を有するのである。この細胞状態はアラマーブルー色素還元に必要な細胞代謝を顕著に減らし、未刺激（静止）線維芽細胞で記録されるベースライン値より低い数値となる。
小腸組織の４抽出物の増殖因子活性（塩酸グアニジン、尿素、ＭｇＣｌ2およびＮａＣｌ）を２バイオアッセイ、すなわち、全細胞増殖のためのアラマーブルーアッセイ（●）、およびＤＮＡ合成のための［3Ｈ］−チミジン取り込みアッセイ（○）の用量反応曲線で分析した。図３Ａ−図３Ｄを参照されたい。グアニジン抽出物の活性はアラマーブルーアッセイでは用量増加と共に１００μｇ／ｍＬまで増加した（図３Ａ）。［3Ｈ］−チミジンアッセイにおける同抽出物の活性は２００μｇ／ｍＬで最高で、ＧＦＵ値はアラマーブルーアッセイで得られた数値のほぼ２倍であった。４Ｍグアニジン抽出物は両方のアッセイで正の値をもたらすことができたという点で抽出物類のなかでは特異であった。ＳＩＳの尿素抽出物に関する結果は劇的に異なる。尿素抽出物の活性は、トリチウム化チミジンアッセイでは、用量増加と共に増加し、最大ＧＦＵ値は４００μｇ／ｍＬで４と５の間であった（図３Ｂ）。これに対し、同じ抽出物がアラマーブルーアッセイでは負のＧＦＵ値を与えた。ＦＧＦ−２で認められたように、これら２つのアッセイにおける用量反応曲線はほぼ鏡像であった。ＭｇＣｌ2およびＮａＣｌ抽出物に対する細胞反応は尿素抽出物で見られる反応と同様であった（図３Ｃおよび３Ｄ）。ＭｇＣｌ2およびＮａＣｌ抽出物は尿素抽出物よりは低い刺激性を示したが、１ないし１０μｇ／ｍＬの１０分の１の用量範囲で活性であった。総乾燥重量収量（表１）はこれらの水溶性抽出物では（４ないし７ｍｇ／ｇ粉末形態ＳＩＳ）総タンパク質収量（２ないし４ｍｇ／ｇ粉末）と同様であった。タンパク質含有量は一般的には抽出物乾燥重量の５０−７０％であった。収量を高める目的で、２４時間より長い抽出時間および反復抽出を試験した。しかし最初の２４時間抽出と洗浄後には、付加的活性はほとんどまたは全く抽出されなかった（データは示されず）。
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ＳＩＳの抽出可能成分としてのＦＧＦ−２の同定
２Ｍ尿素でＳＩＳから抽出されたタンパク質によるＧＦ活性および細胞形態と、精製ＦＧＦ−２によって誘発されたそれらとの強い類似性は、ＦＧＦ−２がこの抽出物の主要ＧＦ成分であることを示唆した。この仮説を調べるために、抽出物をＦＧＦ−２に特異的な中和ポリクローナル抗体の漸増量と共にインキュベートし、この中和された抽出物の３Ｔ３線維芽細胞増殖に与える影響を調べた。尿素抽出物のＧＦ活性の用量依存性中和から、ＦＧＦ−２が存在し、それは［3Ｈ］チミジン取り込みアッセイで測定して抽出物のＧＦ活性の６０％より多くを占めることが判明した。上記中和実験のデータを図４に示す。標準ＦＧＦ−２（▲）およびＳＩＳの２Ｍ尿素抽出物（○）の活性の、ＦＧＦ−２に特異的なポリクローナル抗体による中和を［3Ｈ］チミジンアッセイを用いて測定した。データは２実験の平均である。１００％対照活性（抗体なし）に対する数値は、１ｎｇ／ｍＬのＦＧＦ−２では３．５５±０．０３ＧＦＵであり、０．２ｍｇ／ｍＬ尿素抽出物では４．９６±０．０５ＧＦＵであった。
ＳＩＳの尿素抽出物の活性がＦＧＦ−２に対する抗体で中和されることは、線維芽細胞の形態の変化でも明らかであった。スイス３Ｔ３線維芽細胞を、中和抗体と一緒のものと、ＰＢＳと一緒のものと、それぞれを、インキュベートした抽出物または購入した増殖因子の存在のもとで培養した。２０％血清または無血清対照と比較した際、上記線維芽細胞の精製ＦＧＦ−２に対する反応は非常に特徴的で、高い“核対細胞質”比および、より集まった（rounded-up）外観を示した。尿素抽出物とインキュベートした細胞は、精製ＦＧＦ−２とインキュベートした細胞と同様の外観を示した。抗ＦＧＦ−２によるＦＧＦ−２の中和は細胞形態学の変化を阻止し、細胞は静止しているように見えた。尿素抽出物を抗ＦＧＦ−２と共にインキュベートした際にも、細胞形態学は普通尿素抽出物によって誘発されるものとは異なった。線維芽細胞の外観は刺激された細胞集団のそれであったが、血清のある場合の細胞の外観とは異なった。
ＳＩＳの尿素抽出物中のＦＧＦ−２の存在はウェスターンブロット分析においてさらに確認された。ＳＩＳの尿素抽出されたタンパク質類を１６．５％ＳＤＳ−ＰＡＧＥ（１００μｇ／レーン）上で分離し、ＰＶＤＦペーパーに電気ブロットした。ＦＧＦ−２の検出をＦＧＦ−２に対するモノクローナル抗体で行った（１：１０，０００）。精製ヒト組換えＦＧＦ−２（２５ｎｇ）を、分子量１８ｋＤａを有する標準として用いた。上記尿素抽出物には反応バンドの二重線が約１９ｋＤａに再現性をもって検出された。
ＳＩＳの抽出可能成分としてのＴＧＦβの同定
ＳＩＳ抽出物をＴＧＦβアイソホーム（isofom）（β１、β１．２、β２、β３、β５）に特異的な中和抗体でスクリーニングした。小腸粘膜下組織の４Ｍグアニジン抽出物および標準ＴＧＦβ１（▲）においてＧＦ活性は中和された。そして３Ｔ３線維芽細胞細胞増殖に与える中和の影響をアラマーブルーアッセイにより測定した。抽出物を漸増量の抗体と共にインキュベートした結果、活性は減少し、それは最後には負の値の最小値に達した（図５）。
グアニジン抽出物と共にインキュベートした細胞は精製ＴＧＦβ１と共にインキュベートした細胞と同様の外観を有するが、より多数で、より広範囲であった。ＴＧＦβ１に対する３Ｔ３線維芽細胞の応答はＦＧＦ−２に対する応答に比べてより微妙であったが、それでもまだ明らかであった。アラマーブルーアッセイで、細胞濃度が低い場合は特にそうであった。細胞は血清刺激または静止細胞に比較してより平坦で、広がっていた。その上、ＴＧＦβ１処理細胞はグアニジン抽出物の存在下で培養したものに比し、培養皿によく付着しなかった。抗ＴＧＦβによるＴＧＦβ１の中和は、静止細胞の形態変化を阻止したが、抗ＴＧＦβによるグアニジン抽出物の中和後には細胞はまだ静止細胞とは異なる形態をもつように見え、細胞の多くは細長い、紡錘状の形をとっていた。
ＴＧＦβ１、β２、β３およびβ５に対して反応したアフィニティー精製ポリクローナル抗体を用いてグアニジン抽出物中のＴＧＦβを調べた。非還元、精製ＴＧＦβ１、β２およびβ３標準に相当する分子量である２５ｋＤａのところにはタンパク質バンドは検出されなかった。しかしグアニジン中のより高分子量タンパク質のバンドはこの抗体と反応した。これらのバンドはグアニジン抽出物の部分的精製フラクションにも検出された。ＴＧＦβの既知ソースである脱ミネラル骨粉末のグアニジン抽出物は確認できる２５ｋＤａタンパク質バンドを数本のより高分子量のバンドと共に与えた（図６参照）。二次抗体のみを含む対照ではバンドは検出されなかった（データは示されず）。
検討
増殖因子、特にＦＧＦ−２およびＴＧＦβ、も細胞外基質の成分であることを示唆する証拠が増加している。ＴＧＦβは細胞外基質のプロテオグリカン成分であるデコリンと結合して、骨基質に保存されるとの報告がある。デコリンとの結合はＴＧＦβの生物学的活性を調節することが示された。他の研究では、ＴＧＦβは種々の発達しつつある組織の細胞外基質に、デコリンと共に局所化された。ＦＧＦ−２はその受容体に高アフィニティー結合するためにヘパラン硫酸、グリコサミノグリカン（ＧＡＧ）との結合に依存している。基底膜／細胞外基質のへパラン硫酸プロテオグリカンであるペールカンへの特異的結合は、ＦＧＦ−２のための細胞外基質の保存部位である可能性を示唆する。その上、ＦＧＦ−２もＴＧＦβも、ＥＧＦ、ＰＤＧＦおよびＩＧＦ−１と共に、エンゲルブレス−ホルム−スワーム マウス腫瘍の基底膜／細胞外基質の抽出物中に確認された。
増加因子類は胃腸組織に確認されている。ナイス（Nice）ら（J.Biol.Chem.２６６巻：１４４２５−１４４３０ページ）はブタ結腸粘膜からＦＧＦ−２のＮ末端延長型を分離した。ＴＧＦαおよびＥＧＦは、著しくより少量であるとはいえ、結腸粘膜に存在することが判明した。しかし、本研究は、腸粘膜下組織に、特にこの組織の細胞外基質部分に増殖因子を証明した最初である。
ここで特徴づけられた増殖因子類の中で、ＦＧＦ−２およびＴＧＦβは創傷治癒および組織リモデリングに特に重要であることが確認されている。ＦＧＦ−２もＴＧＦβも、血管新生過程の調節および創傷治癒中の細胞活性の調節に複数の重要な役割を演ずることが示されている。例えば、ＦＧＦ−２は間葉細胞移動及び増殖を促進して胃粘膜および頭蓋冠骨の治療を加速させる。ＴＧＦβは強力な走化性活性により、また数種の細胞外基質成分の遺伝子発現の調節によって二次的創傷の治癒を促進する。その上、両因子共、創傷縮小に関係することが示された。多分、これら２増殖因子の、最も広く研究された役割が血管新生の領域である。血管内生に必要な基質リモデリングを起こすタンパク分解活性の調節は、刺激（ＦＧＦ−２）および抑制（ＴＧＦβ）因子のバランスに依存する。
ＳＩＳによって誘発するリモデリング反応の事象は胎児創傷治癒および胚形成のそれらと同様であり、速やかな血管新生、細胞移動、増殖、分化、および細胞外基質諸成分の高められた生合成を含む。ＳＩＳの誘発特性は、生物材料が活性増殖因子を含むのか、またはホスト組織による増殖因子産生の速やかな刺激を誘発できるのか、またはその両方であることを示唆する。ＳＩＳのタンパク質抽出物の特徴づけにより、上記組織に相当の量の増殖因子活性が存在することが明らかになった。異なる抽出物の種々異なる応答は、数種の増殖因子が存在する可能性を示唆し、種々の抽出フラクションと関係する生物学的活性の分析では、ＴＧＦβ−関連およびＦＧＦ−２成分を確認した。抗ＦＧＦ−２による最大中和が、この増殖因子が尿素抽出物の測定可能活性の大部分の原因であることを証明したとはいえ、まだかなりのＧＦ活性が残っている。この活性はまだ同定されていない。同様に、グアニジン抽出物のＴＧＦβ活性が完全に中和された際も、残留活性が認められた。ＴＧＦβ中和後に認められた負の数値（アラマーブルーアッセイ）は、前にはＴＧＦβ活性によって隠蔽されていたかも知れないＦＧＦ−２活性の存在を示唆した。しかしグアニジン抽出物の、ＴＧＦβおよびＦＧＦ−２両方に対する抗体類による二重の中和は、ＦＧＦ−２が前記残留活性の原因ではないことを明らかにした。おそらく、この複雑な抽出物においてＴＧＦβ刺激活性によって隠蔽された抑制分子（例えばデコリン）の存在がある。
ＴＧＦβの検出に用いられるポリクローナル抗体は、粘膜下組織のグアニジン抽出物において、精製ＴＧＦβ標準または骨抽出物で認められる（２５ｋＤａ）よりもかなり高い分子量のところに数本のタンパク質バンドを確認した。もしあるとして、これらのタンパク質のどれが粘膜下組織のグアニジン抽出物のＴＧＦβ関連性活性をおこすのかは明らかでない。ＴＧＦβのこれまでに報告したイソホームの一つが粘膜下組織のグアニジン抽出物中に、ウェスターンブロットによる検出レベル以下ではあるが、存在するという可能性がまだある。しかし小腸粘膜下組織のグアニジン抽出物のタンパク質を、ＴＧＦβ分離プロトコル［ヤマグチら、１９９０］に基づくゲル濾過クロマトグラフィーで最初に分離した際には２５ｋＤバンドはあらわれなかったが、抗体と反応する比較的高分子のタンパク質類が精製の一段階に、ＴＧＦβ中和可能の活性をもって存在することが証明された。よって、粘膜下組織はＴＧＦβの公知のイソホームの一つ、ＴＧＦβの未確認の型または新規のＴＧＦβ様ＧＦ、を非常に低濃度で含むかも知れない。
＝＝実施例２：グリコサミノグリカン類の抽出＝＝
材料および方法
試薬．  コンドロイチン硫酸Ａ（ＣＳＡ）、コンドロイチン硫酸Ｂ（ＣＳＢ）、コンドロイチン硫酸Ｃ（ＣＳＣ）、ヒアルロン酸（ＨＡ）、およびヘパリン（ＨＥＰ）の標準的標本はシグマ（セントルイス、ＭＯ）から購入した。ヘパラン硫酸（ＨＳ）標準はＩＣＮファーマシューティカルス（コスタメサ、ＣＡ）から購入した。ＸＩＶ型細菌プロテアーゼ、ヒアルロニダーゼ（Ｅ．Ｃ．４．２．２．１）、コンドロイチナーゼＡＣ（Ｅ．Ｃ．４．２．２．５）、コンドロイチナーゼＢ（Ｅ．Ｃ．ナンバーなし）、ヘパリナーゼＩ（Ｅ．Ｃ．４．２．２．７）およびヘパリナーゼＩＩＩ（Ｅ．Ｃ．４．２．２．８）はシグマ（セントルイス、ＭＯ）から購入した。チタンＩＩＩ酢酸セルロース膜はヘレナ研究所（Helena Labs）（ボーモント、ＴＸ）から購入した。
ＳＩＳからＧＡＧ類を抽出：  グリコサミノグリカン類をブタＳＩＳからブリーン（Breen）らの方法［炭水化物化学における方法、７巻、ニューヨーク：アカデミックプレス１９７６、１０１−１１５ページ］を若干改良した方法によって抽出した。つまり、ＳＩＳサンプルを液体窒素中で凍結し、乳鉢と乳棒を用いて粉末にし、それから凍結乾燥した。ＳＩＳ粉末を秤量し、クロロホルム−メタノール溶液に入れ、４℃で２４時間定常的に撹拌した。２４時間後、その液体を注ぎ出し、クロロホルム−メタノール溶液を交換し、上記操作を繰り返した。４８時間後、上記懸濁液を１４００ｇで（ベックマンＧＰＲ型）２０分間遠心分離し、上澄液を棄てた。生成した沈殿を真空下で乾燥し、その後の使用まで−２０℃で保存した。
乾燥させた脱脂組織の５０ｍｇずつのサンプルを０．５Ｍ酢酸ナトリウム緩衝液（ｐＨ７．５）２ｍｌに再懸濁し、沸騰水浴中に２０分間置き、プロテアーゼ（５μｇ／ｍｇ組織）と共に３７℃で１２時間インキュベートした。その消化物に追加の酵素を加えて濃度１０μｇ／ｍｇ組織とし、消化をさらに４８時間続けた。１０ｍＭ塩化カルシウムをその消化物に加え、カルシウム濃度を１．０ｍＭとし、そのサンプルを振とう（shaking）インキュベーターに５０℃で２４時間置いた。上記組織消化物を４℃に冷やし、トリクロロ酢酸を最終濃度５％となるまで加えた。溶液を１０分間撹拌し、その後１７，３００ｇ（ベックマンＪ２−２１型）および４℃で２０分間遠心分離した。上澄液を移し、沈殿を５％トリクロロ酢酸２ｍｌで処理し、再遠心分離した。上澄液を集め、１００％エタノール中５％酢酸カリウムの３容量で４℃で２４時間処理した。上澄液は１７３００ｇ、４℃で２０分間遠心分離し、上澄液を棄てた。沈殿物を１００％エタノール２ｍｌ、１：１ｖ／ｖエタノール−エーテル混合物、および１００％エーテル２ｍｌで次々に処理した（処理の間に遠心分離した）。エーテルを連続正圧空気流のもとで除去した。乾燥沈殿物を０．０７５ＭのＮａＣｌ中２ｍｇ／ｍｌ濃度で再懸濁し、直ちに使用するか、または−２０℃で乾燥保存した。
ＧＡＧ量の定量：  ＳＩＳ分離物中のＧＡＧｓの総量をブルーメンクランツおよびアスボエーハンセンの尿酸分析法［Anal.Biochem ５４巻、４８４ページ、１９７３］を若干改良した方法によって評価した。つまり、ＳＩＳ分離物のサンプル２００μｌ（０．０７５ＭのＮａＣｌ中２ｍｇ／ｍｌ）を濃硫酸中０．０１２５Ｍ四硼酸カリウム１．２ｍｌに加えた。混合物を１００℃に５分間加熱し、氷水中で冷やした。冷やしたサンプルを、０．５ＮのＮａＯＨ１０ｍｌ中に３ｍｇのｍ−ヒドロキシジフェニルの溶液２０μｌで処理した。１０分後、５２０ｎｍの吸光度を読んだ（パーキン・エルマー・ラムダ３Ｂ分光光度計）。
分離ＧＡＧ鎖の酵素分解：  ＧＡＧ鎖の酵素分解はブリーン［上記参照］らおよびリンハルト［現在の分子生物学のプロトコル、ニューヨーク、ＮＹ；ウィリー＆ソンズ、１９９４、ユニット１７．１３Ｂ；ゾースら、J.Biol.Chem．２６７巻、２４３４７ページ、１９９２］が報告した一般的方法を用いて行われた。ＧＡＧ分離物のサンプルを０．０７５ＭのＮａＣｌ中２ｍｇ／ｍｌ溶液に懸濁し、この溶液の５０μｌ部分を下記のように酵素で処理した。
ヒアルローダーゼによる消化：  ＧＡＧ分離物を、酢酸ナトリウムおよび塩化ナトリウム０．１５Ｍづつ、および０．０７単位のヒアルロニダーゼを含む酢酸ナトリウム塩化ナトリウム緩衝液、ｐＨ５．４、に懸濁した。上記溶液を振とう水浴中で３７℃で１時間インキュベートした。上記溶液を１分間沸騰させ、酵素を変性し、それから室温に冷まして電気泳動を行った。
コンドロイチナーゼＡＣおよびコンドロイチナーゼＢによる消化：  ＧＡＧ分離物を、トリス、ナトリウムアセテート、および塩化ナトリウム０．０５Ｍずつを含み、ｐＨ８．０に調節した塩化トリスアセテート緩衝液に懸濁した。この緩衝液に１．５μモルのアルブミンおよび０．０７単位の酵素を添加した。上記溶液を振とう水浴中で３７℃で１時間インキュベートした。上記溶液を１分間沸騰させ、酵素を変性し、それから室温に冷まして電気泳動を行った。
ヘパリナーゼＩおよびＩＩＩによる消化．  ＧＡＧ分離物を、２００ｍＭ塩化ナトリウム、０．０１％（ｗ／ｖ）アルブミンおよび３．７５単位の酵素を含む５ｍＭ燐酸緩衝液、ｐＨ７．６、５０μｌに懸濁した。上記溶液を振とう水浴中で３０℃で８時間インキュベートした。上記溶液を１分間沸騰し、酵素を変性させ、それから室温に冷まして電気泳動を行った。
分離したＧＡＧ類の電気泳動分離．  電気泳動をチタンＩＩＩ酢酸セルロース膜上で行った。各膜を１．５ｃｍ高さまで水に浸し、反対側の端を試験中使用する緩衝液に浸した。細い２−４ｍｍバンドが緩衝液浸漬と水浸漬との間に残るようにした。痕跡量のフェノールレッドを含むサンプル（２ｍｇ／ｍｌ）をその膜に１．０μｌ部分塗布した。上記膜を電気泳動チェンバーに置き、２−３分間、緩衝液と水との間の境界に細い黄色線が見えるまで２００Ｖ定電圧にかけた。プレートを電気泳動緩衝液に浸し、２分間吸い込ませた。
電気泳動を３種類の緩衝系の一つで行い、異なるＧＡＧ種を最適に分離した。０．０５Ｍ ＬｉＣｌ−０．０１Ｎ HCl緩衝液（ｐＨ２．０、２０分、１２ｍＡ）を用いてＧＡＧｓのコンドロイチン硫酸群をヘパラン硫酸、ヘパリン、およびヒアルロン酸から分離した。０．０５Ｍ燐酸緩衝液系（ｐＨ７．２、１５分、１０ｍＡ）を用いてコンドロイチン硫酸Ａを組織中のその他のＧＡＧｓから分離することができた。ヒアルロン酸およびコンドロイチン硫酸Ｂの存在が０．２Ｍ ＺｎＳＯ4（ｐＨ５．１、７５分、６ｍＡ）を含む緩衝系を用いて確認された。
電気泳動後、分離したＧＡＧｓを３％酢酸中１０％アルシアンブルー溶液（ｐＨ２．５）を用いて１０分間染色した。過剰の染料を吸い取った後、膜を５％酢酸および１０％エタノールを含む水溶液中で５分間染料を除去した。バックグラウンドが清澄でない場合は、染料除去溶液を交換し、操作を繰り返す。膜を換気フード下で２５℃の室内空気で乾かした。
結果
ＧＡＧ分離プロトコルは、乾燥、脱脂ＳＩＳのサンプル各５０ｍｇづつから、３．５±１．３ｍｇの抽出物を与えた。分離サンプル中に存在するウロン酸の分析は、抽出物のウロン酸含有量が４７．７μｍｏｌ／ｇ乾燥組織重量であることを示した。これらの数値はブタＳＩＳ組織の乾燥重量１ｍｇあたり２１μｇの総ＧＡＧ含有量に相当する。ソース組織としてイヌ大動脈を用いて行った同じ方法は、ウロン酸２８．２μｍｏｌ／ｇ（１２．４μｇＧＡＧ／ｍｇ乾燥組織）という数値を与えた。これらの数値はその他の組織のＧＡＧ量の報告値とよく一致する。
抽出後、ＧＡＧ類を分離し、酢酸セルロース電気泳動を用いて同定した。ＧＡＧ型の異なる構造差のために、異なるＧＡＧ種は異なる緩衝系において異なる速度で移動するから、３種類の緩衝系を用いて抽出混合物中のすべてのＧＡＧ型を最適に分離、同定した。ＬｉＣｌ緩衝系を用いてＨＳ、ＨＥＰ、およびＨＡをコンドロイチン硫酸から分離し、燐酸緩衝系を用いてコンドロイチン硫酸群を相互に分離した。燐酸緩衝液中ではＣＳＢとＨＥＰは同様に移動するから、硫酸亜鉛を含む緩衝系を用いてコンドロイチン硫酸Ｂの存在が確認されたことは注目すべきである。
最初の分離および同定後、ＧＡＧ型を選択的酵素消化および比較電気泳動を用いて確認した。抽出物サンプルをヘパリナーゼまたはヘパリチナーゼ処理にかけた。電気泳動のためのＬｉＣｌ緩衝系を用いて、ＳＩＳ由来サンプル中のヘパリンおよびヘパラン硫酸の存在を確認することができた。
ヘパリナーゼおよびヘパリチナーゼはヘパリンおよびヘパラン硫酸ＧＡＧ鎖を選択的に切断するとはいえ、それらは或る種の、またはその他の特定のＧＡＧ種に完全には選択的ではない。ヘパリナーゼの第一の基質はヘパリンであり、ヘパリチナーゼの第一の基質はヘパラン硫酸である。ＧＡＧ鎖の構造の類似性から交差消化が起こっている。交差消化の証拠が見られるが、それはこれら結果の説明を妨害するものではない。
ＺｎＳＯ4緩衝系を用いてＳＩＳ分離物中のＣＳＢおよびＨＡの存在を確認した。基質中のＣＳＢの存在を証明するために、ＧＡＧ抽出物のサンプルを、コンドロイチン硫酸Ｂ ＧＡＧ鎖に選択的に作用する酵素であるコンドロイチナーゼＢで処理した。それはＣＳＡまたはＣＳＣを消化しない。ＳＩＳ抽出物のヒアルロニダーゼ処理は、上記材料中にＨＡが存在することを確認した。この緩衝系でＣＳＡとＨＥＰとを分離することはできないことに注意すべきである。それは、これらの動きが同じだからである。
燐酸緩衝系を用いてＣＳＡをＳＩＳ−ＧＡＧ分離物中の他の成分類から分離した。上記材料中のこのＧＡＧの存在を確認するために、サンプルをコンドロイチナーゼＡＣで処理した。この酵素はＣＳＡおよびＣＳＣのＧＡＧ鎖を選択的に消化するが、ＣＳＢは完全無傷のまま残す。材料中のＣＳＡの存在を確認する他に、ＣＳＣがＳＩＳ−ＧＡＧ分離物中にないことも確認できる。
結果の検討
ウロン酸またはヘキソサミンの分析は、未知サンプル中の総ＧＡＧ濃度を知るための優れた方法として推奨される。我々はブタＳＩＳのウロン酸含有量を定量し、それが４７．７μｍｏｌ／ｍｇ乾燥組織重量であることを確認した。この数値は組織中の総ＧＡＧ含有量、２１μｇ／ｍｇ乾燥組織重量、に一致する。この総量には５種類のＧＡＧが貢献していることも確認した。これらのＧＡＧはコンドロイチン硫酸Ａ、コンドロイチン硫酸Ｂ、ヘパリン、ヘパラン硫酸、およびヒアルロン酸である。異なる種類の相対的量は本研究では確認しなかった。
ＳＩＳは小腸の特殊なトリラミネート構造をあらわすから、ＳＩＳ組成は、ブタ腸の全体的ＧＡＧ量を記載した他の報告とは無関係に確立しなければならない。これらの実験は、粘膜下層、粘膜筋層、およびよく発達していない緻密層からなる構造を有するＳＩＳにはＧＡＧの数種類の型が存在することを示している。
種々様々のＧＡＧ型がこの組織に見いだされることは驚くにあたらない。なぜならばこの構造、特に表面層は実質的に、粘膜層中の速やかに分裂する細胞集団のための基底膜として役に立っているからである。ＳＩＳ中のＧＡＧ量はその他の基底膜含有組織、例えばイヌのメニスカル組織および成体強膜で報告された量とよく一致する。ほぼ完全に基底膜からなる成体角膜は明らかにより多いＧＡＧＳを含む一方、皮膚ではそれらは明らかにより少なく含まれる。
＝＝実施例３：フィブロネクチンの抽出＝＝
フィブロネクチン（Ｆｎ）は、分子量約４４０ｋＤａを有する、血漿および細胞外基質の大きい二量体タンパク質である。Ｆｎは新しい細胞外基質に沈着する最初のタンパク質類の一つであり、線維芽細胞および内皮細胞を含む種々の細胞に対する走化性および細胞粘着性活性を有する。これらの細胞は創傷治癒および組織リモデリングに重要であるから、Ｆｎはホスト細胞を創傷部位に集め、留めるために重要な役割を演じるのかも知れない。
プロトコル／結果：
ブタＳＩＳ内のＦｎの定位を凍結切片の免疫組織化学的染色によって行った。ＳＩＳのＦｎ含有量を競合的ＥＬＩＳＡ法によって定量した。ヘパリンを含むカオトロピック緩衝液による抽出で調製したＳＩＳのタンパク質抽出物についてＦｎ含有量を分析した。３回抽出後、組織のコラゲナーゼ消化を行い、非Ｆｎ基質を分解し、残っているすべての抽出可能タンパク質を可溶化した。最後に、ＦｎをＳＩＳから抽出し、アフィニティークロマトグラフィーによって精製し、ブタおよびヒト血漿フィブロネクチンに関してＳＤＳ−ＰＡＧＥおよびウェスターン・ブロット分析によって特徴づけた。
ＳＩＳからのフィブロネクチン抽出に使用した処理法は次の通りである。
・摩細し、凍結したＳＩＳを秤量し、重量を計った容器に入れる。
・組織１ｇあたり抽出緩衝液４ｍｌを加える。抽出緩衝液は２Ｍ尿素、２．５ｍｇ／ｍｌヘパリン、５０ｍＭトリスを含み、ｐＨ７．５を有する。
・磁気撹拌器上で４℃で一晩撹拌する。プロテアーゼ インヒビター（ＰＭＳＥ、ＮＥＭ、およびベンザミジン）を各１ｍＭになるように加える。
・残留組織を遠心分離し、ペレットにする。上澄液を集める。
・フィブロネクチン抽出収率を改善するために尿素／ヘパリン／プロテアーゼインヒビターで抽出を反復してもよい。
・トリス緩衝食塩液または燐酸緩衝食塩液に対して抽出物を透析し、抽出剤を除去する。
・４℃で保存する。
・ヴェント（Vuento）およびヴェヘリ（Veheri）の方法［Biochemical Journal１８３巻：３３１−３３２ページ、１９７９］にしたがい、アフィニティークロマトグラフィーおよびゼラチン−セファローズ（ファーマシア）ゲルを用いて透析された抽出物からフィブロネクチンを精製することができる。透析された抽出物または精製タンパク質のＦｎ濃度はＥＬＩＳＡ法によって測定できる。
免疫組織化学的染色は、ＳＩＳ組織の厚さ全体にＦｎが均質に存在することを示した。どの層またはどの構造にも明白な特異的局所化または他所に比較した高濃度はなかった。これは、ＳＩＳ摘出領域のほぼすべての細胞外部位にＦｎ染色を示す全ブタ腸と一致していた。ＥＬＩＳＡ法によると、Ｆｎ濃度は第一の組織抽出物で最高であり、第二の抽出物では減少し、第三の抽出物では無視し得る程度であった。コラゲナーゼ消化は、上記抽出法に比し有意に多いＦｎを放出しなかった。Ｆｎ含有量はＳＩＳの乾燥重量の０．１％と推定される。ＳＤＳ−ＰＡＧＥおよびウェスターン ブロット分析はすべての被験タンパク質類の抗Ｆｎ抗体が同一であることを示した。
＝＝実施例４：粘膜下組織抽出物のin vitro細胞刺激活性＝＝
胃粘膜下組織、膀胱粘膜下組織および腸粘膜下組織（またはこれらの成分類）の細胞増殖誘発力をで我々の研究所で開発した２アッセイによってin vitro測定した。第一のアッセイは、全細胞増殖の指標であるアラマーブルーの使用を含んでいた。第二のアッセイは３Ｔ３線維芽細胞集団へのトリチウム化チミジンの取り込みを含むものであった。この第二のアッセイはＤＮＡ合成程度を示すものである（これは必ずしも全細胞増殖と相関するものではない）。これらのアッセイは例１に記載したように行われた。これら両方のin vitroアッセイの組み合わせ使用は、材料のＤＮＡ合成および／または細胞増殖の誘発力に関する相補的情報を与える。
結果が図７に示される１実験において、胃粘膜下組織で２種類の抽出法を行い、得られた抽出物について、スイス３Ｔ３線維芽細胞に対する影響を評価した。胃粘膜下組織を例１に記載の方法によって尿素または塩酸グアニジンで抽出した。これら抽出法の各々は粘膜下組織から諸成分を示差的に分離することができる。例えば、ＴＧＦＰは腸粘膜下組織から塩酸グアニジン法でより効率的に抽出でき、ＦＧＦは尿素法でより効率的に抽出できる。
胃粘膜下組織の尿素−または塩酸グアニジン抽出物に対する線維芽細胞の応答をアラマーブルー・アッセイを用いて測定した（図７）。ウシ新生児血清（ＮＮＣＳ）を対照試験として用い、ＮＮＣＳ中に存在することが知られている増殖因子に対する３Ｔ３細胞の用量反応−標準曲線を作成した。結果は相対的増殖因子単位、ＧＦＵ、として表わされる。塩酸グアニジン抽出物（ＤＳＳの１’ＧｎＨｃｌ）の活性は抽出物量の増加と共に増加し、最大ＧＦＵ約０．５に達した。これに対し、尿素抽出物（ＤＳＳの１’尿素）では抽出物量の増加につれて負のＧＦＵ値が増大した。
第二の実験では、種々の組織から調製した抽出物に対する３Ｔ３線維芽細胞の応答を比較した。３種類それぞれの組織の種々濃度の塩酸グアニジン抽出物が３Ｔ３線維芽細胞増殖に与える影響をアラマーブルー・アッセイを用いて測定した（図８）。また、３種類それぞれの組織の種々濃度の尿素抽出物に対する３Ｔ３線維芽細胞の反応をトリチウム化チミジンアッセイを用いて測定した（図９）。これらのデータから、３種類すべての生物材料の塩酸グアニジン抽出物はアラマーブルー・アッセイにおいて細胞増殖を誘発し、ＳＩＳが最大程度の細胞増殖を示し、ＳＳおよびＵＢＳは、それより小さいがまだ正の活性を示すことが明らかである。また、３種類すべての生物材料の尿素抽出物が３Ｔ３細胞のＤＮＡ合成を誘発し、ＳＳが最大程度のＤＮＡ合成を示し、ＳＩＳは二番目の活性を示し、ＵＢＳは抽出物濃度１００μｇでごく小さい（だがまだ正の数値である）活性を示す。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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