파지 디스플레이 라이브러리는 대상 뼈되는 펩타이드 시퀀스를 식별하는 데 사용되었다. 목표는 mesenchymal 세포 분화에서 이러한 펩티드의 효과를 조사하고 뼈 재생에 대한 그들의 영향을 결정하는 것이었다.
방법 논문
파지 디스플레이 라이브러리는 대상 뼈되는 펩타이드 시퀀스를 식별하는 데 사용되었다. 목표는 mesenchymal 세포 분화에서 이러한 펩티드의 효과를 조사하고 뼈 재생에 대한 그들의 영향을 결정하는 것이었다.
두 소설 합성 펩티드는 뼈 형성을 촉진하고 콜라겐 매트릭스를 사용하여 전달할 수 있습니다. 본 연구의 목적은 unicortical 결함 모델에서 뼈 수리에 대한 효과를 조사하는 것이었다. mesenchymal 세포의 치료, 알칼리성 인산 가수 분해 효소의 활동 증가를 생산하는 세포에 의해 결절 형성을 보여주하고, runx2, osterix, 뼈 sialoprotein 및 osteocalcin에 대한 유전자의 표현을 증가했다. 컨트롤이 덜 효과적 반면 콜라겐 스폰지는 뼈 결함이 펩티드 홍보 복구로 적셔. 본 연구의 결과는 체외에서 펩타이드로 치료 mesenchymal 세포가 콜라겐 스폰지를 사용하여 생체내에 전달 펩티드가 unicortical 결함의 수리를 홍보, osteogenesis 대한 차별, 그리고 보여주었다.
1. 생체내에서 파지를 분리 Biopanning 그 대상 긴 뼈가
파지 DNA가 합성되었으며 해당 시퀀스와 펩티드가 합성되었다. 펩티드는 gly - gly - gly - 려던 - 라이신 링커 (링커가 / 트랙 펩티드를 추적하는 데 도움이 부부 형광등 chromophores 필요합니다)와 합성했다.
2. Osteogenic 세포 차별화 실험에 대한 Mesenchymal 세포 배양
3. 교양 세포 조직에 대한 펩타이드 스테 이닝
4. 알칼리성 인산 가수 분해 효소 활동 분석
5. L7과 R1을 사용하여 Mesenchymal 세포 분화
6. Gelfoam 복합의 생체내 준비
7. 본 결함
8. 조직학 및 Morphometry
본 재생은 총 형태학 및 촬영한 디지털 이미지에 의해 평가되었다.
9. 본 수리
개요
본 수리 명확하게 musculoskeletal 조직 재생 분야의 배려에 매우 중요한 지역입니다. 대상 뼈 특히 년 않을 경우 수십 년 동안 내재 수 protheses의 사용, 정형 외과의 실천에 중요한 유틸리티를 할 수있는 펩티드. 뼈 트로픽 요인의 biomimetic 속성은 기술 조직 공학 분야에서 앞으로 단계뿐만 아니라 뼈의 인공 수술을 만들 수 있습니다. 합성 또는 천연 고분자의 요소를 대상으로 뼈 포함하므로 수리와 재생을 겪고 아르 조직 내에 내생 세포를 청소, 세포 부착의 특이성을 도와 수 있습니다. 추가 목표는 파지 디스플레이 라이브러리의 biopanning 생체내에 의해 식별 펩티드를 대상으로 우리 고유의 뼈가 뼈 및 골수에서 분리된 세포에 바인딩면 확립하고, 생체내의 체외와 뼈 재생에 osteogenesis을 조절하는 잠재력을 가지고하는 것이었다.
우리의 실험에서, 우리는 뼈 재생에 대한 펩타이드 활동의 세부 사항을 명료하게하다하는 조직학, 생화학, 유전자 발현, 마이크로 - CT와 순서 biomechanics 검사를 자연과 합성 폴리머 매트릭스와 뼈를 재생을 사용하여 쥐에서 대퇴 결함에 펩티드를 전달. 이 접근법의 앞으로의 개발은 생물학적으로 활성 화합물 것을 목표 뼈의 발견과 개발로 이어질 잘 세포와 분자 수준에서 생물 학적 특징 메커니즘을 통해 수리를 힘을 주다 수 있습니다.
더럽히는 것
펩티드는 mesenchymal 세포에 바인딩 및 현지화을 결정하기 위해 비오틴 - 레이블 합성했다. 플루오레신 - isothiocyanate (FITC) 아비딘가 미세 체외에서 성장 세포에있는 펩티드의 바인딩을 집중하기 위해 사용되었습니다 - 표시. 펩티드는 문화 mesenchymal 세포뿐만 아니라 체외에서 마우스 리브 조직 섹션 (그림 1)의 뼈 및 골수에 바인딩.
본 Kossa의 스테 이닝
mesenchymal 세포는 (D1) 골수에서 복제하고 체외에서 세포에 펩티드의 osteogenic 효과를 결정하는 데 사용되었다. 세포는 세포 형태와 유전자 발현의 변화를 결정하는 펩티드 L7와 R1로 치료했다. 일 4, 전지 집계하기 시작했고, 집계가 nodules, 문화의 뼈 세포 (그림 2)와 유사한 세포의 행동 패턴을 형성하는 시간을 확대.
펩타이드 L7를 추가하거나 본 Kossa와 문화의 세포 향상된 얼룩에 R1. 전지는 다음 최대의 문화에서 16 일 동안 펩타이드 L7 또는 R1 다른 농도로 치료했다. 그것은 5 NM의 펩타이드가 체외에서 가장 효과적인 것을 결정했다. 펩타이드 대우 있던 문화에 알칼리성 인산 가수 분해 효소 활동은 2 사이 3.5 배 증가. 배 증가 펩타이드와 문화에 치료 시간의 농도에 의존.
실시간 PCR
L7 취급 세포 R1 펩티드는 리얼 타임 P를 사용하여 분석되었다이 알려진 뼈 세포 전사 요인 (Osterix과 Runx2) 세 뼈 매트릭스 단백질 (뼈 sialoprotein, osteocalcin과 콜라겐 유형 I)에 대한 유전자 발현을위한 CR. R1과 치료 Osterix과 Runx2의 유전자 발현의 증가를 보여주었다. 콜라겐 1 형 유전자 표현이 변하지 남아. L7과 치료 BSP 및 osteocalcin 유전자 발현의 증가뿐만 아니라, 유형 I 콜라겐 유전자의 표현을 보여주었다. 이것은 두 펩티드는 mesenchymal 세포 문화에 osteogenesis의 발병과 진행에 관련된 유전자에 영향이 있는지 보여줍니다.
펩티드 R1과 L7과 함께 체외 세포 배양에의 치료 mesenchymal 세포를 사용하여 뼈 형성과 관련된 근육 강화 효과를 밝혔다. RANKL에 osteoprotegerin의 비율의 증가는 osteoclasts로 알려져있는 뼈 resorbing 세포의 채용 감소를 나타냅니다. 펩티드와 함께 세포의 치료는 뼈 형성과 관련된과 osteogenesis을 억제하는 요인을 감소 아르 유전자의 표현 증가로 연결됩니다.
조직학
뼈의 수량을 결정하기 위해, 우리는이를 autofluorescence를 생산 μLtraviolet 빛을 뼈의 조각 노출. 이것은 quantitation 2의 목적을 위해 뼈 및 비 뼈 조직 사이에 큰 대조를 제공합니다. 섹션은 동일한 배율 (X10 목적)에서 니콘 디지털 이미징 시스템에 의해 명시야 및 UV 라이트 (그림 3) 니콘과 자외선을 모두 사용하여 촬영되었다. 그 결과 디지털 이미지는 Metavue 이미징 소프트웨어 (분자 장치)로 분석되었다. 우리는 8mm unicortical 결함을 포함하고 관심의 고정, 직사각형 영역 (ROI)을 선택했습니다. 상해 사이트는 항상 수동으로 각각의 이미지를 올바른 위치에 상자를 배치하여 투자 수익 (ROI) 안에 표시했습니다. H & E - 긍정적인 픽셀은 부분적으로 색상 오차로 설정 마법 지팡이 도구를 사용하여 자동되었습니다. H & E - 묻은 부분에 뼈의 조직의 histological 모습과 정확하게 통신을 녹색의 범위 강조 픽셀 결과이 허용 설정. H & 각 섹션에 대한 E - 긍정적인 픽셀의 총 개수가 기록되었습니다. 개별 섹션에서 픽셀 카운트는 각 tibial 샘플에 대한 평균되었으며 치료 그룹 내의과 사이의 차이는이 평균을 기준으로 계산했다. 모든 샘플에 대한 영역은 다음 새 피질 골의 양을 (그림 4)에 따라 비교했다.
섹션 뼈의 존재는 혼자 gelfoam 비교하여 gelfoam + 펩타이드 대우 결함에 뼈를 복구를 결정하는 계량했다. gelfoam + R1 펩타이드로 가득 차 있었다 결함은 3 시에 가장 큰 10과 대뇌 피질의 수리 금액, 7, 2 배 증가, 5, 12주 각각을 보여주었다. gelfoam의 피질 뼈 수리의 차이 + 펩타이드 혼자 gelfoam에 비해 펩타이드는 대뇌 피질의 뼈 재생 (그림 5)을 촉진 것을 보여주는 3 오주에서 가장 눈에 띄게되었다.
10. Osteogenic 펩티드의 근육 효과
OPG / RANKL 비율은 펩티드가 osteoblasts에 직접적인 영향을 미치고 뼈 재흡수 조절을 수있는 제안 RANKL / OPG 비율보다 큽니다.
합성 펩티드는 준비 속도, 분자 안정성, 긴 진열 삶과 잠재적 치료 응용 프로그램과 같은 큰 분자 이상의 장점이있을 수 있습니다. 큰 진전은 통제 크린 시토킨과 성장 요인에 따라 뼈 손실 및 재생을 조절하려고 시도에서 만든되었습니다. 이러한 osteotropic 펩티드는 뼈 anabolism 및 뼈 재생을 자극 기존의 치료에 매력적인 대안을 제공할 수 있습니다.

그림 1. 골수와 체외에서 마우스 리브 조직 섹션에서 뼈 바인딩 펩타이드.

그림 2. Mesenchymal 세포 (D1) 펩타이드 치료 후 nodules를 형성하고 있습니다.

그림 3. osteogenic 펩티드, L7 및 R1을 사용하여 뼈 수리의 조직학.

그림 4. 본 섹션은 autofluorescence 원인은 자외선 아래에서 H & E 물들다. 이것은 quantitation을 위해 뼈 및 비 뼈 조직 사이에 큰 대조를 제공합니다.

그림 5. 조직학 섹션에있는 뼈 Quantitation 대뇌 피질의 수리의 가장 큰 금액이 5 주가되었습니다했다10 배 변화, 7, 2 배 3과 펩타이드가 대뇌 피질의 뼈 재생을 촉진 것을 보여주는 오주.
건강, AR53579, Osteogenesis 국립 연구소 : 본 트로픽 펩티드와 Potentiation
보건 국립 연구소, AR056422, Osteogenic 펩티드의 근육 효과
보건 국립 연구소, T32 AR050960, Musculoskeletal 조직 정비 및 리제 너 레이션
국방부 PC051219 Nucleolin : 전립선암과 골수 내피 세포 접착의 소설 중재자
국방부, PC061508, 전립선 암 전이 셀 골수 접착 중재자
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
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| 파지 디스플레이 펩타이드 라이브러리 키트-Ph.D-12 | 뉴잉글랜드 바이오랩스 | E8110S |
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