(2)再構成グリコサミノグリカン(GAG)
ヘパリンやコンドロイチン硫酸などのグリコサミノグリカン(GAG)類は、硫酸基を 持つ糖が規則正しく配列した多糖類で、細胞が存在するための細胞外基質(ECM)の重要な構成成分です。このGAGを化学的に切りそろえて、ビニル高分子 として高分子化したものが再構成GAGで、細胞接着から増殖に至るまでを効果的に制御します。例えば、ヘパリンは細胞増殖因子と結合することで細胞増殖を 制御するので、ヘパリンを組み込んだ再構成GAGであるR-Hepは、腫瘍が成長するために必要な血管新生を効果的に阻害します。例えば、ヒト血管内皮細 胞を適当な条件で培養すると、管腔構造の形成に至りますが(図2、未投与、管腔形成)、R-Hepを添加した培地で培養すると、その重要な分化機能である 管腔形成を阻害します(図2、 R-Hep投与、管腔形成阻害)。また、B-16メラノーマをマウスの皮下に注入すると黒色腫を形成しますが(図2、未投与、腫瘍形成)、腫瘍形成後R- Hepを投与すると、8日間で腫瘍が消失します(図2、 R-Hep投与、腫瘍消失)。図2で示されるように、細胞成長因子と強い親和性を有するR-Hepは、ガン細胞増殖に必要な血管新生に係わる増殖因子を吸 収し、腫瘍成長や癌転移をも抑制します。
 
・ 人血管内皮細胞を培養すると管腔形成しますが(未投与)、R-Hepを投与すると、その重要な分化機能である管腔形成を阻害します。
 
管腔形成
(未 投与)
管腔形成阻害
(R- Hep投与)
 
・ B-16メラノーマをマウスの皮下に注入すると黒色腫を形成します(未投与)が、腫瘍形成後R-Hepを投与すると、8日間で腫瘍が消失します
 
腫瘍形成(未投与) 腫瘍消失(R-Hep投与)
図2  R-Hepの抗腫瘍活性
 
また、冠動脈閉塞による虚血性心疾患を改善するために、バルーンカテーテルで冠動脈 拡張を行うPTCAでは、バルーン処理による擦過傷の血管内皮修復が生じ、過剰な平滑筋細胞増殖にともなって拡張した冠動脈の再狭窄を誘導します。R- Hepは、ガン細胞の他にも、このような平滑筋細胞の増殖を特異的に抑制するので、冠動脈再狭窄防止剤としても利用できます。
図3は、ラットの頸動脈に形成したバルーン擦過傷の再狭窄(未投与)と、インフュージョンポンプでR-Hepを投与して再狭窄防止をした場合の血管内皮の 病理組織を示しています。
 
未投 与
R-Hep 投与
図3  動脈の再狭窄防止効果
ラットの頸動脈に形成したバ ルーン擦過傷による再狭窄(未投与)と、インフュージョンポンプでR-Hepを投与した場合の血管内皮。
 
一方、再構成GAGであるR-Hepやコンドロイチン硫酸を組み込んだR-Conを コラーゲンと共に複合培養基質として利用すると、機能的な細胞外基質のモデルとして線維芽細胞、軟骨細胞、間葉系ES細胞などの増殖が促進します。