Hydrolyzed eggshell membrane immobilized on phosphorylcholine polymer supplies extracellular matrix environment for human dermal fibroblasts

Abstract
We have found that a water-soluble alkaline digested form of eggshell membrane (ASESM) can provide an extracellular matrix (ECM) environment for human dermal fibroblast cells (HDF) in vitro. Avian eggshell membrane (ESM) has a fibrous-meshwork structure and has long been utilized as a Chinese medicine for recovery from burn injuries and wounds in Asian countries. Therefore, ESM is expected to provide an excellent natural material for biomedical use. However, such applications have been hampered by the insolubility of ESM proteins. We have used a recently developed artificial cell membrane bio interface, 2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine polymer (PMBN) to immobilize ASESM proteins. The surface shows a fibrous structure under the atomic force microscope, and adhesion of HDF to ASESM is ASESM-dose-dependent. Quantitative mRNA analysis has revealed that the expression of type III collagen, matrix metalloproteinase-2, and decorin mRNAs is more than two-fold higher when HDF come into contact with a lower dose ASESM proteins immobilized on PMBN surface. A particle-exclusion assay with fixed erythrocytes has visualized secreted water-binding molecules around the cells. Thus, HDF seems to possess an ECM environment on the newly designed PMBN-ASESM surface, and future applications of the ASESM-PMBN system for biomedical use should be of great interest.

要旨
ホスホリルコリンポリマーに固定化された加水分解卵殻膜は、ヒト真皮線維芽細胞に対し細胞外マトリックス環境を提供する

我々は、卵殻膜の水溶性アルカリ消化形態(ASESM)が、インビトロでヒト真皮線維芽細胞(HDF)のための細胞外マトリックス(ECM)環境を提供し得ることを見出した。鳥類の卵殻膜(ESM)は繊維状の網目構造を持ち、アジア諸国でやけどや傷の治療のために漢方薬として長く利用されてきた。従って、ESMは、生物医学的用途に優れた天然材料を提供することが期待されている。しかし、このような用途は、ESMタンパク質の不溶性によって妨げられてきた。私たちは最近開発された人工細胞膜の生体界面である2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリンポリマー(PMBN)を用いてASESMタンパク質を固定化した。表面は原子間力顕微鏡下で繊維構造を示し、ASESMへのHDFの接着はASESMに依存する。定量的mRNA分析は、HDFがPMBN表面上に固定化されたより低用量のASESMタンパク質と接触する場合、Ⅲ型コラーゲン、マトリックスメタロプロテアーゼ-2およびデコリンmRNAの発現が2倍以上高いことを明らかにした。固定された赤血球を用いた粒子排除アッセイは、分泌された水結合分子を細胞の周囲に可視化した。したがって、HDFは、新しく設計されたPMBN-ASESM表面上にECM環境を有するようであり、生物医学的使用のためのASESM-PMBNシステムの将来の応用は非常に重要である。

このページの先頭へ戻る