ゼラチンゲル中のヒドロキシアパタイト層形成に対する骨CSプロテオグリカン、DS-デコリン、およびDS-ビグリカンの効果

小さなロイシンに富む骨プロテオグリカンであるビッグアーカンとデコリンは、ヒドロキシアパタイト柱のクロマトグラフィーによって精製され、骨アパタイトの潜在的な親和性を示しています。in vitroのアパタイトの形成と成長に対する効果を決定するために、コンドロイチン硫酸塩（CS）骨プロテオグリカン、またはプロテオグリカン、DS-デコリン、DS-ビギャンを含む硫酸デルマタン硫酸（DS）の精製画分の混合物と顕著な皮膚から入手したDS-ビギン軟骨は、それぞれ3.5日間のタンパク質の非存在下でアパタイト形成が発生するゼラチンゲル拡散システムで分析されました。低濃度の骨CSプロテノグリカン混合物と低DS-ビグリカン濃度（5〜25マイクログ/mL）は、3.5日でプロテオグリカンを含まないコントロールと比較してアパタイト形成を増加させました。CSプロテオグリカン混合物は、10マイクログ/mLよりも50ミクログ/mLではあまり効果的ではありませんでした。DS-Biglycanは、5〜25マイクログ/mlで同様に最も効果的でした。5日間で、アパタイトの成長と増殖が評価されたとき、Cs-BoneプロテオグリカンとDS-ビグリカンの両方の10および50マイクログ/mLがミネラル収量を増加させました。対照的に、DS-デコリンは、これらの濃度のいずれにおいても鉱物の蓄積に有意な影響を与えませんでした。播種成長実験では、1および10マイクログ/ml CSプロテオグリカンおよび10および50および50マイクログ/mL DS-ビグリカンは、ミネラル降着の有意な効果的な阻害剤でしたが、DS-デコリンは播種成長を阻害する傾向を示さなかった。濃度を測定するためにモル絶滅係数を使用して、ds-biglycanおよびds-decorinのアパタイト（特定の表面54 m2/g）への結合を、Langmuir吸着等温線モデルを使用して決定しました。DS-Biglycanは、DS-デコリンよりもアパタイトに対する親和性が高かった（0.285 mL/マイクロモール対0.0098 mL/マイクロモール）。DS-Biglycan結合は、結合部位が少ない場合より具体的でした（DS-デコリンの場合は18.2マイクロモール/M2）。データは、小さなプロテオグリカンのうち、ビッグサンが鉱化の調節においてデコリンよりも重要な役割を果たす可能性があることを示唆しています。

The small leucine-rich bone proteoglycans, biglycan and decorin, can be purified by chromatography on hydroxyapatite columns, demonstrating their potential affinities for bone apatite. To determine their effects on in vitro apatite formation and growth, a mixture of the chondroitin-sulfate (CS) bone proteoglycans, or purified fractions of the dermatan sulfate (DS) containing proteoglycans, DS-decorin and DS-biglycan obtained from skin and articular cartilage, respectively, were analyzed in a gelatin gel diffusion system in which apatite formation occurs in the absence of proteins in a 3.5 day period. Low concentrations of the bone CS-proteoglycan mixture and low DS-biglycan concentrations (5-25 microg/ml) increased apatite formation relative to proteoglycan-free controls at 3.5 days. The CS-proteoglycan mixture was less effective at 50 microg/ml than at 10 microg/ml. DS-biglycan was similarly most effective at 5-25 microg/ml. At 5 days, when apatite growth and proliferation were assessed, 10 and 50 microg/ml of both CS-bone proteoglycan and DS-biglycan increased mineral yields. DS-decorin, in contrast, had no significant effect on mineral accumulation at any of these concentrations. In seeded growth experiments, 1 and 10 microg/ml CS-proteoglycan and 10 and 50 microg/ml DS-biglycan were significant effective inhibitors of mineral accretion, whereas DS-decorin showed no tendency to inhibit seeded growth. Using molar extinction coefficients to determine concentrations, the binding of DS-biglycan and DS-decorin to apatite (specific surface 54 m2/g) was determined using a Langmuir adsorption isotherm model. DS-biglycan had a greater affinity for apatite than DS-decorin (0.285 ml/micromol versus 0.0098 ml/micromol). DS-biglycan binding was more specific with fewer binding sites (3.5 micromol/m2 compared with 18. 2 micromol/m2 for DS-decorin). Data suggest that of the small proteoglycans, biglycan may play a more significant role than decorin in the regulation of mineralization.