东京医科齿科大学综合研究机构脑综合功能研究中心的味冈逸树副教授和东京农工大学研究生院工学研究科的村冈贵博教授等人组成的研究团队宣布，与北里大学、台湾国立阳明交通大学和名古屋市立大学等共同开发了可形成在体内给药部位缓慢释放蛋白质的超分子肽凝胶的肽“JigSAP”。研究团队把利用这种凝胶缓慢释放具有血管再生作用的VEGF蛋白的超分子肽凝胶用于脑梗塞发病1周后的模型小鼠，确认行走功能得到改善。该成果有望实现针对亚急性期脑梗塞的无细胞再生治疗。相关内容已发布在国际科学期刊《Nature Communications》的11月19日号上。
JigSAP肽凝胶吸收和缓慢释放蛋白质，注射VEGF-JigSAP后改善了亚急性期脑梗塞小鼠的行走功能（图片：东京医科齿科大学）
在日本，每年有20万人发生脑梗塞，其中约5％的患者在发病4.5~8小时内的早期阶段接受溶栓和取栓治疗后康复。其余约95％的患者会留下护理需求为1～5级的后遗症，为减少就医费用以及国家的医疗和护理费用，需要尽量让脑梗塞患者康复。但另一方面，对于发病一周后的亚急性期重症患者，目前尚不存在有效的治疗方法。
利用大脑的潜在再生能力的自体干细胞移植和通过肽凝胶缓慢释放细胞生长因子的技术备受期待，但干细胞移植方法比较复杂，目前还没有能纳入细胞生长因子并在体内缓慢释放的肽凝胶。
此次，研究团队开发出了可用于临床、安全性高、能在给药后的大脑内缓慢释放所含的细胞生长因子的新型超分子肽凝胶“JigSAP”。
在开发过程中发现，两亲分子肽会通过自组装变成凝胶，氨基酸侧链的疎水基侧呈平面状，这种疎水性相互作用具有很强的凝聚力，使带有两亲分子标记的蛋白质更容易被吸收，但很难在体内有效地缓慢释放。
因此，研究团队将两亲分子肽的疎水基侧设计成像拼图一样的凹凸形状，合成了由11个氨基酸构成的在活体环境中会变成凝胶的肽“JigSAP”。JigSAP在中性条件下变成凝胶，并随着时间的推移变硬，经确认，作为细胞支架使用时，与天然的细胞支架纤连蛋白等具有相同的性能。
研究团队还验证了蛋白质的缓释效果。使c端带有JigSAP标记的EGFP（绿色荧光蛋白）-JigSAP与过量的JigSAP混合后确认，EGFP-JigSAP会吸收JigSAP并进行自组装。通过在与活体相同的环境中试验，确认EGFP-JigSAP在一周内以约40％的高效率缓慢释放。
研究团队根据过去的报告将血管内皮细胞生长因子（VEGF）设定为缓释对象。制备了带JigSAP标记的VEGF（VEDF-JigSAP）并与JigSAP混合，然后注射到脑梗塞模型小鼠的梗塞部位验证了效果。
具体来说，研究团队使小鼠发生脑梗塞并在第七天分析其步态，然后在不同条件下注射凝胶，7天后进行步态分析和组织学分析。给药条件分别设定了注射磷酸盐缓冲生理盐水（PBS：对照组）、仅注射JigSAP、仅注射VEDF-JigSAP、注射VEGF和VEDF-JigSAP、混合注射VEDF-JigSAP和JigSAP五种条件，然后进行了比较。
结果显示，只有混合注射VEDF-JigSAP和JigSAP的小鼠改善了行走功能。通过组织学分析确认，只有这个条件促进了受损部位周边的血管新生并抑制了神经元细胞死亡。这些效果被认为对改善脑梗塞模型小鼠的行走功能做出了贡献。
研究团队已开始着手推进医疗应用和商业化。今年4月在神奈川县立产业技术综合研究所启动了“采用超分子肽的脑梗塞再生项目”，目前正在推进之中。
味冈副教授表示：“此次开发了使大脑发挥潜在再生能力的技术，这项成果还有望发展成明确大脑潜在再生能力的研究。实际上，我们也获得了很多有趣的数据，希望能为神经再生学的发展做出贡献。”
原文：《科学新闻》
翻译编辑：JST客观日本编辑部
