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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6962815
(24)【登録日】2021年10月18日
(45)【発行日】2021年11月5日
(54)【発明の名称】非イオン性極性アミノ酸を含む自己組織化ペプチド
(51)【国際特許分類】
C12N 5/071 20100101AFI20211025BHJP
C07K 14/00 20060101ALN20211025BHJP
C07K 7/08 20060101ALN20211025BHJP
【ＦＩ】
C12N5/071
!C07K14/00ZNA
!C07K7/08
【請求項の数】27
【全頁数】27
(21)【出願番号】特願2017-530643(P2017-530643)
(86)(22)【出願日】2015年12月11日
(65)【公表番号】特表2018-500898(P2018-500898A)
(43)【公表日】2018年1月18日
(86)【国際出願番号】US2015065302
(87)【国際公開番号】WO2016094829
(87)【国際公開日】20160616
【審査請求日】2018年12月7日
(31)【優先権主張番号】62/091,130
(32)【優先日】2014年12月12日
(33)【優先権主張国】US
(73)【特許権者】
【識別番号】505043041
【氏名又は名称】株式会社スリー・ディー・マトリックス
(74)【代理人】
【識別番号】100107489
【弁理士】
【氏名又は名称】大塩 竹志
(72)【発明者】
【氏名】ギル， ユン ソク
(72)【発明者】
【氏名】リウール， マルク
(72)【発明者】
【氏名】永野 惠嗣
(72)【発明者】
【氏名】ギルバート， カール パトリック
(72)【発明者】
【氏名】清藤 利郎
(72)【発明者】
【氏名】長谷川 雄也
【審査官】
太田 雄三
(56)【参考文献】
【文献】
国際公開第２０１０／０３７３９５（ＷＯ，Ａ１）
【文献】
米国特許出願公開第２００９／０１３０４５５（ＵＳ，Ａ１）
【文献】
Analytical Chemistry，2009年08月15日，Vol. 81, No. 16，p. 6779-6788
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｃ１２Ｎ ５／００
Ｃ０７Ｋ １４／００
Ｃ０７Ｋ ７／００
ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）
ＣＡｐｌｕｓ／ＲＥＧＩＳＴＲＹ／ＭＥＤＬＩＮＥ／ＥＭＢＡＳＥ／ＢＩＯＳＩＳ（ＳＴＮ）
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
自己組織化ペプチドを含む組成物であって、前記自己組織化ペプチドは、セリンおよびトレオニンの１４個の交互に現れるアミノ酸からなる、組成物。
【請求項2】
前記自己組織化ペプチドからなる、請求項１に記載の組成物。
【請求項3】
【化3】
の化学構造（ＳＴ１４）からなる、請求項１に記載の組成物。
【請求項4】
自己組織化したナノファイバーを形成することが可能である、請求項１に記載の組成物。
【請求項5】
自己組織化ペプチドを含むペプチド溶液であって、前記自己組織化ペプチドは、セリンおよびトレオニンの１４個の交互に現れるアミノ酸からなる、ペプチド溶液。
【請求項6】
【化5】
の化学構造（ＳＴ１４）からなる、請求項５に記載のペプチド溶液。
【請求項7】
前記自己組織化ペプチドが、自己組織化したナノファイバーを形成することが可能である、請求項５に記載のペプチド溶液。
【請求項8】
前記ペプチド溶液における前記自己組織化ペプチドの濃度が、０．１重量／体積（ｗ／ｖ）パーセント〜１０重量／体積（ｗ／ｖ）パーセントである、請求項５に記載のペプチド溶液。
【請求項9】
前記ペプチド溶液における前記自己組織化ペプチドの濃度が、０．５重量／体積（ｗ／ｖ）パーセント〜５重量／体積（ｗ／ｖ）パーセントである、請求項８に記載のペプチド溶液。
【請求項10】
前記ペプチド溶液のｐＨが、０．５〜８である、請求項５に記載のペプチド溶液。
【請求項11】
前記ペプチド溶液のｐＨが、３〜７である、請求項１０に記載のペプチド溶液。
【請求項12】
前記ペプチド溶液の張度が、低張性、等張性、または高張性である、請求項５に記載のペプチド溶液。
【請求項13】
前記ペプチド溶液の張度が、等張性である、請求項１２に記載のペプチド溶液。
【請求項14】
前記ペプチド溶液の張度が、デキストロース、グリセリン、マンニトール、塩化カリウム、および塩化ナトリウムからなる群から選択される張度調整剤で調整される、請求項１２に記載のペプチド溶液。
【請求項15】
前記ペプチド溶液の張度が、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化マグネシウム、塩化カルシウム、および硫酸カルシウムからなる群から選択される少なくとも１つの塩で調整される、請求項１２に記載のペプチド溶液。
【請求項16】
前記少なくとも１つの塩が、１つまたは複数の塩形成性陽イオンおよび１つまたは複数の塩形成性陰イオンを含み、ここで、前記１つまたは複数の塩形成性陽イオンが、アンモニウムイオン、カルシウムイオン、鉄イオン、マグネシウムイオン、カリウムイオン、ピリジニウムイオン、四級アンモニウムイオン、およびナトリウムイオンからなる群から選択され、前記１つまたは複数の塩形成性陰イオンが、酢酸イオン、炭酸イオン、塩化物イオン、クエン酸イオン、シアン化物イオン、フッ化物イオン、硝酸イオン、亜硝酸イオン、およびリン酸イオンからなる群から選択される、請求項１５に記載のペプチド溶液。
【請求項17】
ヒト細胞をさらに含む、請求項５に記載のペプチド溶液。
【請求項18】
細胞５００万個／ミリリットルの細胞濃度を有する、請求項１７に記載のペプチド溶液。
【請求項19】
前記ペプチド溶液の貯蔵弾性率が、中性ｐＨへの曝露後に、５〜１０倍上昇する、請求項６に記載のペプチド溶液。
【請求項20】
前記ペプチド溶液の貯蔵弾性率が、中性ｐＨへの曝露後に、７倍上昇する、請求項１９に記載のペプチド溶液。
【請求項21】
ペプチドを滅菌するための方法であって、
自己組織化ペプチドを含むペプチド溶液を用意するステップであって、前記自己組織化ペプチドは、セリンおよびトレオニンの１４個の交互に現れるアミノ酸からなる、ステップと、
所定の温度および所定の圧力で、所定の期間前記ペプチド溶液を処理して、前記ペプチド溶液を滅菌するステップであって、前記所定の温度および所定の圧力は、飽和蒸気の条件を提供するように選択される、ステップと
を含む、方法。
自己組織化ペプチドを含むペプチド溶液を用意するステップであって、前記自己組織化ペプチドは、セリンおよびトレオニンの１４個の交互に現れるアミノ酸からなる、ステップと、
所定の温度および所定の圧力で、所定の期間前記ペプチド溶液を処理して、前記ペプチド溶液を滅菌するステップであって、前記所定の温度および所定の圧力は、飽和蒸気の条件を提供するように選択される、ステップと
を含む、方法。
【請求項22】
前記ペプチド溶液を処理するステップの前に、前記ペプチド溶液中の前記自己組織化ペプチドのモル質量を測定するステップをさらに含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項23】
前記ペプチド溶液を処理するステップの後に、前記ペプチド溶液中の前記自己組織化ペプチドのモル質量を測定するステップをさらに含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項24】
前記ペプチド溶液を処理するステップの前の前記ペプチド溶液中の前記自己組織化ペプチドのモル質量と、前記ペプチド溶液を処理するステップの後の前記ペプチド溶液中の前記自己組織化ペプチドのモル質量とを比較するステップをさらに含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項25】
前記ペプチド溶液を処理するステップが、オートクレーブにおいて前記ペプチド溶液を処理することを含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項26】
自己組織化ペプチドを含む肉眼で見える足場であって、前記自己組織化ペプチドは、セリンおよびトレオニンの１４個の交互に現れるアミノ酸からなる、肉眼で見える足場。
【請求項27】
中性ｐＨでの前記ペプチドの自己組織化によって形成される、請求項２６に記載の肉眼で見える足場。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
１つまたは複数の態様は、一般に、医療および研究上の適用において使用することができる材料および方法に関する。より詳細には、１つまたは複数の態様は、ペプチドハイドロゲル材料を提供するために使用することができる材料および方法に関する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0002】
１つまたは複数の態様によると、非イオン性極性アミノ酸から本質的になる自己組織化ペプチドを含む組成物が提供される。
【0003】
１つまたは複数の態様によると、非イオン性極性アミノ酸から本質的になる自己組織化ペプチドを含むペプチド溶液が提供される。
【0004】
１つまたは複数の態様によると、ペプチドを滅菌する方法が提供される。方法は、非イオン性極性アミノ酸から本質的になる自己組織化ペプチドを含むペプチド溶液を用意するステップを含む。方法は、また、所定の温度および所定の圧力で、所定の期間前記ペプチド溶液を処理して、前記ペプチド溶液を滅菌するステップであって、前記所定の温度および所定の圧力は、飽和蒸気の条件を提供するように選択される、ステップを含む。
【0005】
１つまたは複数の態様によると、非イオン性極性アミノ酸から本質的になる自己組織化ペプチドを含む肉眼で見える足場が、提供される。本発明の実施形態において、例えば以下の項目が提供される。
（項目１）
非イオン性極性アミノ酸から本質的になる自己組織化ペプチドを含む組成物。
（項目２）
前記自己組織化ペプチドが、少なくとも７アミノ酸から本質的になる、項目１に記載の組成物。
（項目３）
前記自己組織化ペプチドが、少なくとも１４アミノ酸から本質的になる、項目２に記載の組成物。
（項目４）
前記自己組織化ペプチドが、約７アミノ酸〜約２００アミノ酸から本質的になる、項目１に記載の組成物。
（項目５）
前記自己組織化ペプチドから本質的になる、項目１から４のいずれか一項に記載の組成物。
（項目６）
前記非イオン性極性アミノ酸が、セリン、トレオニン、チロシン、システイン、グルタミン、アスパラギン、メチオニン、トリプトファン、ヒドロキシプロリン、およびその組合せからなる群から選択される、項目１から４のいずれか一項に記載の組成物。
（項目７）
前記自己組織化ペプチドが、少なくとも２つの前記非イオン性極性アミノ酸が交互に現れる、少なくとも７つの非イオン性極性アミノ酸から本質的になる、項目６に記載の組成物。
（項目８）
前記自己組織化ペプチドが、少なくとも２つの前記非イオン性極性アミノ酸が交互に現れる、少なくとも１４個の非イオン性極性アミノ酸から本質的になる、項目６に記載の組成物。
（項目９）
前記自己組織化ペプチドが、少なくとも７つの連続的な非イオン性極性アミノ酸から本質的になる、項目６に記載の組成物。
（項目１０）
前記自己組織化ペプチドが、少なくとも１４個の連続的な非イオン性極性アミノ酸から本質的になる、項目９に記載の組成物。
（項目１１）
前記自己組織化ペプチドが、少なくとも２つの前記非イオン性極性アミノ酸が交互に現れる、７つの非イオン性極性アミノ酸から本質的になる、項目６に記載の組成物。
（項目１２）
前記自己組織化ペプチドが、少なくとも２つの前記非イオン性極性アミノ酸が交互に現れる、１４個の非イオン性極性アミノ酸から本質的になる、項目６に記載の組成物。
（項目１３）
前記自己組織化ペプチドが、７つの連続的な非イオン性極性アミノ酸から本質的になる、項目６に記載の組成物。
（項目１４）
前記自己組織化ペプチドが、１４個の連続的な非イオン性極性アミノ酸から本質的になる、項目６に記載の組成物。
（項目１５）
少なくとも２つの前記非イオン性極性アミノ酸が交互に現れる、７つの非イオン性極性アミノ酸から本質的になる前記自己組織化ペプチドから本質的になる、項目６に記載の組成物。
（項目１６）
少なくとも２つの前記非イオン性極性アミノ酸が交互に現れる、１４個の非イオン性極性アミノ酸から本質的になる前記自己組織化ペプチドから本質的になる、項目６に記載の組成物。
（項目１７）
７つの連続的な非イオン性極性アミノ酸から本質的になる前記自己組織化ペプチドから本質的になる、項目６に記載の組成物。
（項目１８）
１４個の連続的な非イオン性極性アミノ酸から本質的になる前記自己組織化ペプチドから本質的になる、項目６に記載の組成物。
（項目１９）
セリンおよびトレオニンの交互に現れるアミノ酸から本質的になる前記自己組織化ペプチドを含む、項目６に記載の組成物。
（項目２０）
セリンおよびトレオニンの交互に現れるアミノ酸から本質的になる前記自己組織化ペプチドから本質的になる、項目１９に記載の組成物。
（項目２１）
セリンおよびトレオニンの７つの交互に現れるアミノ酸から本質的になる前記自己組織化ペプチドから本質的になる、項目２０に記載の組成物。
（項目２２）
セリンおよびトレオニンの１４個の交互に現れるアミノ酸から本質的になる前記自己組織化ペプチドから本質的になる、項目２０に記載の組成物。
（項目２３）
【化3】
の化学構造（ＳＴ１４）から本質的になる、項目６に記載の組成物。
（項目２４）
トレオニンから本質的になる前記自己組織化ペプチドを含む、項目６に記載の組成物。
（項目２５）
トレオニンから本質的になる前記自己組織化ペプチドから本質的になる、項目２４に記載の組成物。
（項目２６）
１４個のトレオニンから本質的になる前記自己組織化ペプチドから本質的になる、項目６に記載の組成物。
（項目２７）
【化4】
の化学構造（Ｔ１４）から本質的になる、項目６に記載の組成物。
（項目２８）
前記自己組織化ペプチドが、約７〜約２００のアミノ酸を含む、項目６に記載の組成物。
（項目２９）
自己組織化したナノファイバーを形成することが可能である、項目６に記載の組成物。
（項目３０）
非イオン性極性アミノ酸から本質的になる自己組織化ペプチドを含むペプチド溶液。
（項目３１）
前記自己組織化ペプチドが、セリン、トレオニン、チロシン、システイン、グルタミン、アスパラギン、メチオニン、トリプトファン、ヒドロキシプロリン、およびその組合せからなる群から選択される非イオン性極性アミノ酸から本質的になる、項目３０に記載のペプチド溶液。
（項目３２）
前記自己組織化ペプチドが、少なくとも２つの前記非イオン性極性アミノ酸が交互に現れる、少なくとも７つの非イオン性極性アミノ酸から本質的になる、項目３１に記載のペプチド溶液。
（項目３３）
前記自己組織化ペプチドが、少なくとも２つの前記非イオン性極性アミノ酸が交互に現れる、少なくとも１４個の非イオン性極性アミノ酸から本質的になる、項目３２に記載のペプチド溶液。
（項目３４）
前記自己組織化ペプチドが、少なくとも７つの連続的な非イオン性極性アミノ酸から本質的になる、項目３１に記載のペプチド溶液。
（項目３５）
前記自己組織化ペプチドが、少なくとも１４個の連続的な非イオン性極性アミノ酸から本質的になる、項目３４に記載のペプチド溶液。
（項目３６）
前記自己組織化ペプチドが、少なくとも２つの前記非イオン性極性アミノ酸が交互に現れる、７つの非イオン性極性アミノ酸から本質的になる、項目３１に記載のペプチド溶液。
（項目３７）
前記自己組織化ペプチドが、少なくとも２つの前記非イオン性極性アミノ酸が交互に現れる、１４個の非イオン性極性アミノ酸から本質的になる、項目３１に記載のペプチド溶液。
（項目３８）
前記自己組織化ペプチドが、７つの連続的な非イオン性極性アミノ酸から本質的になる、項目３１に記載のペプチド溶液。
（項目３９）
前記自己組織化ペプチドが、１４個の連続的な非イオン性極性アミノ酸から本質的になる、項目３１に記載のペプチド溶液。
（項目４０）
少なくとも２つの前記非イオン性極性アミノ酸が交互に現れる、７つの非イオン性極性アミノ酸から本質的になる前記自己組織化ペプチドから本質的になる、項目３１に記載のペプチド溶液。
（項目４１）
少なくとも２つの前記非イオン性極性アミノ酸が交互に現れる、１４個の非イオン性極性アミノ酸から本質的になる前記自己組織化ペプチドから本質的になる、項目３１に記載のペプチド溶液。
（項目４２）
７つの連続的な非イオン性極性アミノ酸から本質的になる前記自己組織化ペプチドから本質的になる、項目３１に記載のペプチド溶液。
（項目４３）
１４個の連続的な非イオン性極性アミノ酸から本質的になる前記自己組織化ペプチドから本質的になる、項目３１に記載のペプチド溶液。
（項目４４）
セリンおよびトレオニンの交互に現れるアミノ酸から本質的になる前記自己組織化ペプチドを含む、項目３１に記載のペプチド溶液。
（項目４５）
セリンおよびトレオニンの交互に現れるアミノ酸から本質的になる前記自己組織化ペプチドから本質的になる、項目４４に記載のペプチド溶液。
（項目４６）
セリンおよびトレオニンの７つの交互に現れるアミノ酸から本質的になる前記自己組織化ペプチドから本質的になる、項目４５に記載のペプチド溶液。
（項目４７）
セリンおよびトレオニンの１４個の交互に現れるアミノ酸から本質的になる前記自己組織化ペプチドから本質的になる、項目４５に記載のペプチド溶液。
（項目４８）
【化5】
の化学構造（ＳＴ１４）から本質的になる、項目３１に記載のペプチド溶液。
（項目４９）
トレオニンから本質的になる前記自己組織化ペプチドを含む、項目３１に記載のペプチド溶液。
（項目５０）
トレオニンから本質的になる前記自己組織化ペプチドから本質的になる、項目４９に記載のペプチド溶液。
（項目５１）
１４個のトレオニンから本質的になる前記自己組織化ペプチドから本質的になる、項目３１に記載のペプチド溶液。
（項目５２）
【化6】
の化学構造（Ｔ１４）から本質的になる、項目３１に記載のペプチド溶液。
（項目５３）
非イオン性極性アミノ酸から本質的になる、項目３０に記載のペプチド溶液。
（項目５４）
約７〜約２００のアミノ酸を有する前記自己組織化ペプチドを含む、項目３１に記載のペプチド溶液。
（項目５５）
前記自己組織化ペプチドが、自己組織化したナノファイバーを形成することが可能である、項目３１に記載のペプチド溶液。
（項目５６）
前記ペプチド溶液における前記自己組織化ペプチドの濃度が、約０．１重量／体積（ｗ／ｖ）パーセント〜約１０重量／体積（ｗ／ｖ）パーセントである、項目３１に記載のペプチド溶液。
（項目５７）
前記ペプチド溶液における前記自己組織化ペプチドの濃度が、約０．５重量／体積（ｗ／ｖ）パーセント〜約５重量／体積（ｗ／ｖ）パーセントである、項目５６に記載のペプチド溶液。
（項目５８）
前記ペプチド溶液のｐＨが、約０．５〜約８である、項目３０に記載のペプチド溶液。
（項目５９）
前記ペプチド溶液のｐＨが、約３〜約７である、項目５８に記載のペプチド溶液。
（項目６０）
前記ペプチド溶液の張度が、低張性、等張性、または高張性である、項目３０に記載のペプチド溶液。
（項目６１）
前記ペプチド溶液の張度が、等張性である、項目６０に記載のペプチド溶液。
（項目６２）
前記ペプチド溶液の張度が、デキストロース、グリセリン、マンニトール、塩化カリウム、および塩化ナトリウムからなる群から選択される張度調整剤で調整される、項目６０に記載のペプチド溶液。
（項目６３）
前記ペプチド溶液の張度が、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化マグネシウム、塩化カルシウム、および硫酸カルシウムからなる群から選択される少なくとも１つの塩で調整される、項目６０に記載のペプチド溶液。
（項目６４）
前記少なくとも１つの塩が、１つまたは複数の塩形成性陽イオンおよび１つまたは複数の塩形成性陰イオンを含み、ここで、前記１つまたは複数の塩形成性陽イオンが、アンモニウムイオン、カルシウムイオン、鉄イオン、マグネシウムイオン、カリウムイオン、ピリジニウムイオン、四級アンモニウムイオン、およびナトリウムイオンからなる群から選択され、前記１つまたは複数の塩形成性陰イオンが、酢酸イオン、炭酸イオン、塩化物イオン、クエン酸イオン、シアン化物イオン、フッ化物イオン、硝酸イオン、亜硝酸イオン、およびリン酸イオンからなる群から選択される、項目６３に記載の組成物。
（項目６５）
ヒト細胞をさらに含む、項目３０に記載のペプチド溶液。
（項目６６）
細胞約５００万個／ミリリットルの細胞濃度を有する、項目６５に記載のペプチド溶液。
（項目６７）
前記ペプチド溶液の貯蔵弾性率が、中性ｐＨへの曝露後に、約５〜約１０倍上昇する、項目４８に記載のペプチド溶液。
（項目６８）
前記ペプチド溶液の貯蔵弾性率が、中性ｐＨへの曝露後に、約７倍上昇する、項目６７に記載のペプチド溶液。
（項目６９）
ペプチドを滅菌するための方法であって、
非イオン性極性アミノ酸から本質的になる自己組織化ペプチドを含むペプチド溶液を用意するステップと、
所定の温度および所定の圧力で、所定の期間前記ペプチド溶液を処理して、前記ペプチド溶液を滅菌するステップであって、前記所定の温度および所定の圧力は、飽和蒸気の条件を提供するように選択される、ステップと
を含む、方法。
（項目７０）
前記ペプチド溶液を処理するステップの前に、前記ペプチド溶液中の前記自己組織化ペプチドのモル質量を測定するステップをさらに含む、項目６９に記載の方法。
（項目７１）
前記ペプチド溶液を処理するステップの後に、前記ペプチド溶液中の前記自己組織化ペプチドのモル質量を測定するステップをさらに含む、項目７０に記載の方法。
（項目７２）
前記ペプチド溶液を処理するステップの前の前記ペプチド溶液中の前記自己組織化ペプチドのモル質量と、前記ペプチド溶液を処理するステップの後の前記ペプチド溶液中の前記自己組織化ペプチドのモル質量とを比較するステップをさらに含む、項目７１に記載の方法。
（項目７３）
前記ペプチド溶液を処理するステップが、オートクレーブにおいて前記ペプチド溶液を処理することを含む、項目６９に記載の方法。
（項目７４）
非イオン性極性アミノ酸から本質的になる自己組織化ペプチドを含む肉眼で見える足場。
（項目７５）
前記非イオン性極性アミノ酸が、セリン、トレオニン、チロシン、システイン、グルタミン、アスパラギン、メチオニン、トリプトファン、ヒドロキシプロリン、およびその組合せからなる群から選択される、項目７４に記載の肉眼で見える足場。
（項目７６）
前記ペプチドが約７〜約２００のアミノ酸長である、項目７４に記載の肉眼で見える足場。
（項目７７）
前記ペプチドが約８〜約２０のアミノ酸長である、項目７６に記載の肉眼で見える足場。
（項目７８）
中性ｐＨでの前記ペプチドの自己組織化によって形成される、項目７４に記載の肉眼で見える足場。
【図面の簡単な説明】
【0006】
添付の図面が、縮尺通りに描写されていることは意図されていない。明確の目的のために、全ての要素が標識されていない場合がある。図面において、
【0007】
【発明を実施するための形態】
【0008】
１つまたは複数の実施形態によると、非イオン性極性アミノ酸を含む自己組織化ペプチドが、提供される。「自己組織化ペプチド」という用語は、水溶液中で、ベータ−シート構造が誘導される特定の条件の存在下でベータ−シート構造を示し得るペプチドを指し得る。特定の条件は、自己組織化ペプチド溶液のｐＨを調整することを含んでよい。調整とは、自己組織化ペプチド溶液のｐＨを上昇または低下させることであってよい。ｐＨの調整は、例えば、ｐＨを生理的なｐＨまたは中性のｐＨに上昇または低下させることであってよい。特定の条件は、一価陽イオンなどの陽イオンを自己組織化ペプチド溶液に添加することも含んでよい。
【0009】
生理的ｐＨまたは生理的温度などの「生理的条件」は、特定の生物体、細胞系、または被験体に関して天然に生じ得、人工的な実験室条件とは対照的であり得る。条件は、１つまたは複数の特定の性質または１つまたは複数の性質の範囲などの１つまたは複数の性質を含んでよい。例えば、生理的条件は、温度または温度の範囲、ｐＨまたはｐＨの範囲、圧力または圧力の範囲、および特定の化合物、塩、および他の構成成分の１つまたは複数の濃度を含んでよい。例えば、いくつかの例では、生理的条件は、約２０〜約４０摂氏温度の範囲の温度を含んでよい。いくつかの例では、気圧は、約１ａｔｍであってよい。ｐＨは、中性ｐＨの範囲内であってよい。例えば、ｐＨは、約６〜約８の範囲であってよい。一部の例において、生理的ｐＨは、６未満であり得、消化管（ｇａｓｔｒｉｃ ｔｒａｃｔ）の少なくとも一部の事例では、例えば、約１〜４であり得る。生理的条件は、膜またはハイドロゲルの形成を誘導し得る一価金属陽イオンなどの陽イオンを含んでよい。これらは、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）を含んでよい。生理的条件は、約１ｍＭ〜約２０ｍＭのグルコース濃度、スクロース濃度、または他の糖濃度も含んでよい。生理的条件は、一部の具体的な実施形態における標的部位の局所的条件を含み得る。
【0010】
自己組織化ペプチドは、組成物としてまたは組成物の一部と言及される場合もあり、これはハイドロゲル足場などのハイドロゲルであってもよい。１つまたは複数の実施形態によると、非イオン性極性アミノ酸から本質的になる自己組織化ペプチドが提供される。さらに他の実施形態によると、非イオン性極性アミノ酸からなる自己組織化ペプチドが提供される。自己組織化ペプチドを含む、から本質的になる、またはからなる組成物またはペプチド溶液が、提供され得る。
【0011】
具体的な非イオン性極性アミノ酸の数または百分率は、自己組織化するペプチドの能力に基づき得る。組成物およびペプチド溶液は、非イオン性極性アミノ酸から本質的になる自己組織化ペプチドを含む、またはから本質的になる、またはからなり得る。
【0012】
一部の実施形態において、自己組織化ペプチドの非イオン性極性アミノ酸は、セリン、トレオニン、チロシン、システイン、グルタミン、アスパラギン、メチオニン、トリプトファン、ヒドロキシルプロリン、およびその組合せからなる群から選択され得る。自己組織化ペプチドの非イオン性極性アミノ酸は、セリンおよびトレオニンからなる群から選択され得る。自己組織化ペプチドの非イオン性極性アミノ酸は、トレオニンから本質的になり得る。
【0013】
特定の実施形態において、自己組織化ペプチドは、いくつかのアミノ酸を有する、を含む、から本質的になる、もしくはからなり得る、またはペプチドの自己組織化を提供するペプチド長を有する。自己組織化ペプチドは、ペプチドの自己組織化をもたらし得る長さより長くてもよいが、それは、特定の例において、コストまたは自己組織化の間もしくは後のペプチドの凝集により望ましくない場合もある。
【0014】
特定の実施形態において、自己組織化ペプチドは、約７アミノ酸〜約２００アミノ酸を有する、を含む、またはから本質的になり得る。自己組織化ペプチドは、約７アミノ酸〜約２００アミノ酸から本質的になり得る。自己組織化ペプチドは、約７アミノ酸から本質的になり得る。自己組織化ペプチドは、約８アミノ酸から本質的になり得る。自己組織化ペプチドは、約１０アミノ酸から本質的になり得る。自己組織化ペプチドは、約１２アミノ酸から本質的になり得る。自己組織化ペプチドは、約１４アミノ酸から本質的になり得る。自己組織化ペプチドは、約１６アミノ酸から本質的になり得る。自己組織化ペプチドは、約１８アミノ酸から本質的になり得る。自己組織化ペプチドは、約２０アミノ酸から本質的になり得る。
【0015】
一部の実施形態において、自己組織化ペプチドは、交互に現れる非イオン性極性アミノ酸を含む、から本質的になる、またはからなり得る。自己組織化ペプチド、またはペプチドの交互に現れる非イオン性極性アミノ酸部分は、上記の通り、適切なもしくは予め決められた長さのものであり得る。
【0016】
交互に現れるによって、第１の非イオン性極性アミノ酸と第２の非イオン性極性アミノ酸とが交互に現れる、一連の３つまたはそれ超のアミノ酸を含むことが意味される。一部の実施形態において、交互に現れることは、第１の非イオン性極性アミノ酸、第２の非イオン性極性アミノ酸、および第３の非イオン性極性アミノ酸が交互に現れる、一連の３つまたはそれ超のアミノ酸を含むことを意味する。一部の実施形態において、交互に現れることは、第１の非イオン性極性アミノ酸、第２の非イオン性極性アミノ酸、第３の非イオン性極性アミノ酸および第４の非イオン性極性アミノ酸が交互に現れる、一連の４つまたはそれ超のアミノ酸を含むことを意味する。ペプチド配列において、第１の非イオン性極性アミノ酸および第２の非イオン性極性アミノ酸が交互に現れる、または第１の非イオン性極性アミノ酸、第２の非イオン性極性アミノ酸、および第３の非イオン性極性アミノ酸が交互に現れる、または第１の非イオン性極性アミノ酸、第２の非イオン性極性アミノ酸、第３の非イオン性極性アミノ酸、および、第４の非イオン性極性アミノ酸が交互に現れる各および全てのアミノ酸を含む必要はない。
【0017】
一部の実施形態において、連続的な非イオン性極性アミノ酸を含む、から本質的になる、またはからなる自己組織化ペプチドが提供され得る。自己組織化ペプチド、またはペプチドの連続的な非イオン性極性アミノ酸部分は、上記の通り、適切なもしくは所定の長さのものであり得る。
【0018】
連続的によって、連続的に続く一連の３つまたはそれ超のアミノ酸を途切れない連続体において含むことが意味される。特定の実施形態において、連続的な配置において、非イオン性極性アミノ酸を含む自己組織化ペプチドが、提供され得る。例えば、自己組織化ペプチドは、連続的な非イオン性極性アミノ酸を含み得る。連続的である非イオン性極性アミノ酸は、同じ非イオン性極性アミノ酸であり得る。一部の例において、連続的である非イオン性極性アミノ酸は、互いに異なってもよいが、反復パターンを維持してもよい。
【0019】
一部の実施形態において、自己組織化ペプチドは、交互に現れる非イオン性極性アミノ酸を含む、から本質的になる、またはからなり得る。交互に現れる非イオン性極性アミノ酸は、交互に現れるセリンおよびトレオニンアミノ酸であり得る。一部の実施形態において、自己組織化ペプチドは、セリンおよびトレオニンの交互に現れるアミノ酸を含み得る。他の実施形態において、自己組織化ペプチドは、セリンおよびトレオニンの交互に現れるアミノ酸残基から本質的になり得る。特定の実施形態において、セリンとトレオニンが交互に現れる、１４の非イオン性極性アミノ酸から本質的になる、自己組織化ペプチドが提供され、特定の例において、ＳＴ１４と称される。
【0020】
一部の実施形態において、連続的な非イオン性極性アミノ酸から本質的になる自己組織化ペプチドが提供される。一部の実施形態において、トレオニンアミノ酸から本質的になる自己組織化ペプチドが提供される。組成は、少なくとも７つのトレオニンアミノ酸から本質的になり得る。自己組織化ペプチドは、１４のトレオニンアミノ酸から本質的になり得る。特定の実施形態において、自己組織化ペプチドは、少なくとも１４のトレオニンアミノ酸から本質的になり得る。１４の非イオン性極性トレオニンアミノ酸から本質的になり得る、自己組織化ペプチドが提供され、これはＴ１４と称され得る。
【0021】
ＳＴ１４およびＴ１４は、極性無電荷側鎖、具体的には、セリン（ＳｅｒまたはＳ）およびトレオニン（ＴｈｒまたはＴ）を有するアミノ酸から構成される。セリンの側鎖は、第一級アルコールであり、置換メタノールと化学的に等価である。また、トレオニンの側鎖は、第二級アルコールおよびメチル基を含有する。側鎖の基を考慮すると、ＳＴ１４およびＴ１４は、側鎖がセリンの様な第一級アルコールである、ポリビニルアルコール（ＰＶＣ）に類似する。ＰＶＣは、その生体適合性のため生物医学的適用において使用されている。
【0022】
以下および図１に示す通り、ＳＴ１４はセリンおよびトレオニンから構成され、これらが交互に配列されて構造中に１４アミノ酸を有する。【化1】
【0023】
以下および図２に示す通り、Ｔ１４はトレオニンのみから構成され、１４のトレオニンが構造中に連続的に配列されている。【化2】
【0024】
本開示の組成物、ペプチド溶液、および自己組織化ペプチドは、自己組織化したナノファイバーを形成することが可能であり得る。
【0025】
本開示の組成物もしくは自己組織化ペプチドを含む、から本質的になる、またはからなるペプチド溶液が提供され得る。例えば、非イオン性極性アミノ酸から本質的になる、もしくはからなる自己組織化ペプチドを含む、から本質的になる、またはからなるペプチド溶液が提供され得る。ペプチドの自己組織化のため提供するようないくつかの非イオン性極性アミノ酸を含み得るペプチド溶液が提供され得る。非イオン性極性アミノ酸の数は、自己組織化するその能力に基づき得る。ペプチド溶液は、本明細書中に記載される任意の自己組織化ペプチドを含む、から本質的になる、またはからなり得る。
【0026】
一部の実施形態において、セリン（Ｓ）およびトレオニン（Ｔ）の交互に現れるアミノ酸残基を含む、から本質的になる、またはからなる、組成物もしくは自己組織化ペプチドを含む、から本質的になる、またはからなるペプチド溶液が、提供され得る。セリン（Ｓ）およびトレオニン（Ｔ）の交互に現れるアミノ酸残基から本質的になる、組成物または自己組織化ペプチドまたは１４またはそれ超のトレオニンアミノ酸から本質的になる組成物を含む、から本質的になる、またはからなるペプチド溶液が、提供され得る。
【0027】
ペプチド溶液における自己組織化ペプチドの濃度は、約０．１重量／体積（ｗ／ｖ）パーセント〜約１０重量／体積（ｗ／ｖ）パーセントであり得る。特定の実施形態において、ペプチド溶液における自己組織化ペプチドの濃度は、約０．５重量／体積（ｗ／ｖ）パーセント〜約５重量／体積（ｗ／ｖ）パーセントであり得る。
【0028】
ペプチド溶液（脱イオン水中のペプチド）のｐＨは、約１．５〜約３であり得る。特定の実施形態において、ペプチド溶液のｐＨは、約１．８〜約２．７であり得る。特定の実施形態において、ペプチド溶液のｐＨは、約１．９〜２．５であり得る。ペプチド溶液のｐＨは、アミノ酸のタイプ、ペプチドの長さ、および溶液中のペプチドの濃度を含めた、ペプチドの様々な特性に応じて変動し得る。
【0029】
特定の実施形態において、ペプチド溶液は、約０．５〜約８のｐＨを有し得る。ペプチド溶液のｐＨが調整されて約０．５〜約８のｐＨを有するペプチド溶液を提供し得る。特定の実施形態において、ペプチド溶液のｐＨは、約３〜約８に調整され得る。ペプチド溶液は、その所望の使用に基づき変更または調整され得る。例えば、より中性（約５〜８のｐＨ）が、特定の適用、例えば、研究所の実験について望ましい可能性がある。同じまたは異なる範囲のｐＨ値が、他の適用について望ましい可能性がある。ペプチド溶液は、実質的に生物学的に活性でなくてもよい。
【0030】
ペプチド溶液は、溶液をより高いｐＨの条件に曝露することによって上昇する貯蔵弾性率を有し得る。例えば、ペプチド溶液を約７〜約８のｐＨにまたは中性ｐＨに曝露することによって、貯蔵弾性率は、約５〜約１０倍上昇し得る。曝露は、所定時間起こり得る。例えば、曝露は、約３０秒〜約６０分、または約１分〜約３０分、または約２分〜約１５分の時間起こり得る。一部の実施形態において、曝露は、不定期間であり得る。一部の実施形態において、ペプチド溶液の貯蔵弾性率は、約７〜約８または中性ｐＨへの曝露後に、約７倍に上昇し得る。特定の実施形態において、ペプチド溶液におけるペプチドの濃度は、約０．１重量／体積（ｗ／ｖ）パーセント〜約１０重量／体積（ｗ／ｖ）パーセントである。特定の実施形態において、ペプチド溶液におけるペプチドの濃度は、約０．５重量／体積（ｗ／ｖ）パーセント〜約５重量／体積（ｗ／ｖ）パーセントである。ペプチド溶液におけるペプチドの濃度は、約１重量／体積（ｗ／ｖ）パーセントであり得る。
【0031】
特定の実施形態において、本開示のペプチド溶液は、細胞を含み得る。細胞は、ヒトまたは他の哺乳動物のものであってもよいし、ヒトまたは他の哺乳動物に由来してもよい。特定の実施形態において、細胞は、間葉性幹細胞であり得る。一部の実施形態において、細胞は、マウス間葉性幹細胞であり得る。一部の実施形態において、細胞は、ヒト間葉性幹細胞であり得る。溶液中の細胞の濃度は、細胞約５００万個／ミリリットルであり得る。一部の実施形態において、細胞濃度は、細胞５００万個／ミリリットル未満であり得る。
【0032】
特定の他の実施形態において、ペプチドは、少なくとも約１４アミノ酸を含む、から本質的になる、またはからなり得る。ペプチドは、ＴＴＴＴＴＴＴＴＴＴＴＴＴＴ（Ｔ１４）であり得る。ペプチドは、ＳＴＳＴＳＴＳＴＳＴＳＴＳＴ（ＳＴ１４）であり得る。
【0033】
ハイドロゲル足場は、約１０Ｐａを超える貯蔵弾性率を特徴とし得る。特定の実施形態において、ハイドロゲル足場は、約１００Ｐａを超える貯蔵弾性率を特徴とし得る。これは、少なくとも部分的に、初期ペプチド溶液の濃度によって決定され得る。例えば、特定の実施形態において、理論に拘束されることを望まないが、初期ペプチド溶液の濃度が高いほど、ハイドロゲル足場の貯蔵弾性率も高い。
【0034】
ハイドロゲル足場を形成するための有効な濃度は、約０．５重量／体積（ｗ／ｖ）パーセント〜約５重量／体積（ｗ／ｖ）パーセントの範囲の濃度を含み得る。
【0035】
ハイドロゲル足場は、約１ナノメートル〜約２０ナノメートルの直径を有するナノファイバーを有し得る。特定の実施形態において、ハイドロゲル足場は、約５ナノメートル未満の直径を有するナノファイバーを有し得る。
【0036】
特定の実施形態において、非イオン性極性アミノ酸から本質的になる、またはからなる自己組織化ペプチドなどの本開示の自己組織化ペプチドは、安定性（わずかな分解もしくは分解なし）を有する、またはオートクレーブされた後の分子量にわずかな変化があるもしくは変化のないことを特徴とする。オートクレーブプロセスは、自己組織化ペプチドまたは自己組織化ペプチド溶液に実施してもよいし、自己組織化ペプチドの分解を最小にするかまたは分解させずに自己組織化ペプチドまたは自己組織化ペプチド溶液をうまく滅菌してもよい。滅菌は、存在する微生物の少なくとも一部を排除するまたは死滅させる、ならびに流体、化合物、または材料に存在する伝播性の因子、例えば、微生物、真菌、細菌、ウイルス、および胞子を含めた、全ての形態の生命体の少なくとも一部を排除するまたは減少させることを含み得るプロセスを指す。滅菌は、その意図される使用に適切な、微生物の排除または低減を含み得る。滅菌は、流体、化合物、または材料に存在する、伝播性の因子、例えば、微生物、真菌、細菌、ウイルス、および胞子を含めた、全ての形態の生命体の少なくとも約５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％、９７％、９８％、９９％、９９．５％、９９．９％を排除するまたは減少させることを含み得る。滅菌は、存在する、伝播性の因子、例えば、微生物、真菌、細菌、ウイルス、および胞子を含めた、全ての形態の生命体の１００％を排除するまたは減少させることを含み得る。オートクレーブプロセスは、任意の従来のオートクレーブ手順を用いて実施され得、例えば、１２１℃飽和蒸気で所定の期間実施され得る。オートクレーブの時間は、約１分間〜約３０分間であり得る。特定の実施形態において、所定の時間は、少なくとも約３分間であり得る。特定の実施形態において、所定の時間は、少なくとも約１５分間であり得る。特定の他の実施形態において、所定の時間は、少なくとも約２５分間であり得る。これらのペプチドのオートクレーブが成功することにより、任意の濃度の自己組織化ペプチドおよびペプチド溶液を滅菌する一貫した手順が提供され、高い濃度のペプチド溶液を濾過することで起こり得る潜在的問題が避けられる。オートクレーブプロセスの間に安定性を有する、特定の自己組織化ペプチドとして、ＳＴ１４およびＴ１４を含め、本開示のものが挙げられる。
【0037】
本開示の自己組織化ペプチドを滅菌するための方法が提供される。方法は、自己組織化ペプチド、または本開示の自己組織化ペプチドを含む自己組織化ペプチド溶液を用意することを含み得る。ペプチド溶液は、非イオン性極性アミノ酸から本質的になる、またはからなる自己組織化ペプチドを含む、またはから本質的になり得る。ペプチド溶液は、トレオニンから本質的になる少なくとも１つの自己組織化ペプチドを含む自己組織化ペプチド、ならびに交互に現れるセリンおよびトレオニンから本質的になるペプチドを含む、またはから本質的になり得る。方法は、所定の温度および所定の圧力で所定の期間ペプチド溶液を処理して、ペプチド溶液を滅菌することを含み得、所定の温度および所定の圧力は、飽和蒸気の条件を提供するように選択される。
【0038】
方法は、前記ペプチド溶液を処理するステップの前に、前記ペプチド溶液中の前記自己組織化ペプチドのモル質量を測定するステップをさらに含み得る。方法は、前記ペプチド溶液を処理するステップの後に、前記ペプチド溶液中の前記自己組織化ペプチドのモル質量を測定するステップをさらに含み得る。方法は、前記ペプチド溶液を処理するステップの前の前記ペプチド溶液中の前記自己組織化ペプチドのモル質量と、前記ペプチド溶液を処理するステップの後の前記ペプチド溶液中の前記自己組織化ペプチドのモル質量とを比較するステップをさらに含み得る。ペプチド溶液を処理することは、オートクレーブにおいてペプチド溶液を処理することを含み得る。
【0039】
記載された通り、温度および圧力は、飽和蒸気の条件を提供するように選択され得る。例えば、温度は、約１２１℃であり得、圧力は約１５ｐｓｉであり得る。温度は、約１３２℃であり得、圧力は約３０ｐｓｉであり得る。
【0040】
所定の期間は、約１分間〜約３０分間であり得る。特定の実施形態において、所定時間は、少なくとも約３分間であり得る。特定の実施形態において、所定の期間は、少なくとも約１５分間であり得る。特定の別の実施形態において、所定の期間は、少なくとも約２５分間の間であり得る。
【0041】
例示的な条件は、表１のものを含み得る。【表1】
【0042】
この関連で、オートクレーブによって滅菌された本開示のペプチド溶液または自己組織化ペプチドが提供され得る。
【0043】
ガンマ線照射による滅菌はまた、ペプチドまたはペプチド溶液に実施され得る。ガンマ線照射によって滅菌された本開示のペプチドまたはペプチド溶液が提供され得る。
【0044】
１つまたは複数の実施形態によると、肉眼で見える足場が提供される。肉眼で見える足場は、複数の自己組織化ペプチドを含む、から本質的になる、またはからなり得、それらの各々は、約７〜約２００の非イオン性極性アミノ酸を含む、から本質的になる、またはからなる。ペプチドは、約８〜約２０のアミノ酸を含む、から本質的になる、またはからなり得る。ペプチドは、非イオン性極性アミノ酸残基から本質的になり得る。自己組織化ペプチドの非イオン性極性アミノ酸は、セリン、トレオニン、チロシン、システイン、グルタミン、アスパラギン、メチオニン、トリプトファン、およびヒドロキシルプロリン、ならびにその組合せからなる群から選択され得る。肉眼で見える足場は、本開示中で記載される任意の自己組織化ペプチドを含む、から本質的になる、またはからなり得る。
【0045】
一部の実施形態では、生物学的に活性な薬剤は、本開示の材料および方法と共に使用することができ、本明細書に開示の組成物およびペプチド溶液の部分であることもできる。生物学的に活性な薬剤は、被験体または実験室の状況における条件または他の活性のいくらかの活性、制御、調節、または調整を与え得るペプチド、ＤＮＡ配列、化学化合物、または無機化合物もしくは有機化合物を含めた化合物を含み得る。生物学的に活性な薬剤は、別の構成成分と相互作用してそのような活性をもたらし得る。生物学的に活性な薬剤は、本明細書では一部の実施形態によると薬物と称することができる。ある特定の実施形態では、１つまたは複数の生物学的に活性な薬剤をペプチド系の外側に徐々に放出させることができる。例えば、１つまたは複数の生物学的に活性な薬剤をハイドロゲルから徐々に放出させることができる。ｉｎ ｖｉｔｒｏにおける試験とｉｎ ｖｉｖｏにおける試験のどちらでも、生物学的に活性な薬剤のこの段階的な放出が実証されている。生物学的に活性な薬剤は、ペプチド溶液に被験体への投与前に添加することもでき、この溶液と別々に被験体に投与することもできる。
【0046】
本開示は、時には自己組織化オリゴペプチドと称される自己組織化ペプチドを含む水溶液、組成物、ハイドロゲル、足場および膜に関する。自己組織化ペプチドは、中性ｐＨ、生理的なｐＨ、および／または陽イオン、例えば、一価の陽イオンの存在下で、水溶液中でベータシート構造を示し得る。
【0047】
ペプチドは、一般に、水溶液中で安定であり、中性または生理的ｐＨに暴露されると、大きな、肉眼で見える構造、足場、またはマトリックスに自己組織化するものであってよい。ハイドロゲルが形成されたら、ハイドロゲルは分解されなくてもよく、ある期間後に分解または生分解されてもよい。分解の速度は、少なくとも一部において、アミノ酸配列およびその周囲の条件の少なくとも１つに基づくものであってよい。
【0048】
「肉眼で見える」とは、１０倍またはそれ未満の拡大率の下で見ることができる十分に大きな寸法を有することを意味する。好ましい実施形態では、肉眼で見える構造は、裸眼で見ることができる。肉眼で見える構造は透明であってよく、また、２次元であっても３次元であってもよい。一般には、各寸法は、少なくとも１０μｍのサイズである。ある特定の実施形態では、少なくとも２つの寸法が少なくとも１００μｍ、または少なくとも１０００μｍのサイズである。しばしば、少なくとも２つの寸法は少なくとも１〜１０ｍｍのサイズ、１０〜１００ｍｍのサイズ、またはそれ超である。
【0049】
ある特定の実施形態では、フィラメントのサイズは、約１０ナノメートル（ｎｍ）〜約２０ｎｍであってよい。フィラメント間の距離は約５０ｎｍ〜約８０ｎｍであってよい。一部の実施形態において、フィラメントのサイズ、例えば、フィラメントの直径は、約５ｎｍであり得る。特定の実施形態において、フィラメントのサイズ、例えば、フィラメントの直径は、約５ｎｍ未満であり得る。
【0050】
ペプチドはまた、相補性および構造的に適合性であり得る。相補性は、イオン対（ｉｏｎｉｚｅｄ ｐａｉｒ）および／またはそれらの親水性側鎖の間に形成される水素結合を介して相互作用するペプチドの能力を指し、構造的に適合性は、相補性なペプチドが、それらのペプチド骨格間に一定の距離を維持する能力を指す。これらの特性を有するペプチドは、分子間相互作用に関与し、二次構造レベルでのベータシートおよび三次構造レベルでの織り合わされたフィラメントの形成および安定化をもたらす。
【0051】
上記の性質を特徴とするペプチドの均質な混合物および不均質な混合物はどちらも、安定な肉眼で見える膜、フィラメント、およびハイドロゲルを形成し得る。自己相補的で自己適合性のペプチドは、均質な混合物中で膜、フィラメント、およびハイドロゲルを形成し得る。互いに相補的であり、かつ／または構造的に適合性である、均質な溶液中で膜、フィラメント、およびハイドロゲルを形成することができないものを含めた不均質なペプチドも、肉眼で見える膜、フィラメント、およびハイドロゲルに自己組織化し得る。
【0052】
膜、フィラメント、およびハイドロゲルは、非細胞傷害性であってよい。本開示のハイドロゲルは、被験体において消化および代謝されるものであってよい。ハイドロゲルは、３０日またはそれ未満で生分解されるものであってよい。ハイドロゲルは、単純な組成を有し、浸透性であり、また、多量に作製するのが比較的安価である。膜およびフィラメント、ハイドロゲルまたは足場は、滅菌条件下で作製および保管することもできる。膜の形成に最適な長さは、アミノ酸組成、溶液条件、および形成の部位における条件の少なくとも１つに伴って変動し得る。
【0053】
ペプチドの自己組織化は、ペプチドを構成するアミノ酸によるペプチド分子間の水素結合および疎水性結合に起因するものであってよい。本開示の自己組織化ペプチドのナノファイバーの直径は約１０ｎｍ〜約２０ｎｍの範囲であってよく、平均孔径は約５ｎｍ〜約２００ｎｍの範囲であってよい。いくつかの実施形態において、本開示の自己組織化ペプチドのナノファイバーの直径は約５ｎｍまたは約５ｎｍ未満であってよい。ある特定の実施形態では、ナノファイバーの直径、孔径、およびナノファイバーの密度は、ペプチド溶液の体積などの、使用するペプチド溶液の濃度および使用するペプチド溶液の量の少なくとも１つによって制御することができる。
【0054】
ＳＴ１４およびＴ１４などの本開示の自己組織化ペプチドは、別個の生理的に活性なまたは生物学的に活性なモチーフまたは配列を欠き、したがって、内因性の細胞機能を損なわない可能性があるペプチド配列であり得る。生理的に活性なモチーフにより、転写などの多数の細胞内の現象を制御することができ、また、生理的に活性なモチーフが存在することにより、当該モチーフを認識する酵素による細胞質内タンパク質または細胞表面タンパク質のリン酸化が導かれる。生理的に活性なモチーフが存在すると、種々の機能を有するタンパク質の転写を活性化または抑制することができる。本開示の自己組織化ペプチドは、そのような生理的に活性なモチーフを欠いてよく、したがって、このリスクを有さない。溶液の浸透圧を低張性から等張性に改善するために、自己組織化ペプチド溶液に糖を添加し、それにより、生物学的安全性を上昇させることができる。特定の例では、糖は、スクロースまたはグルコースであってよい。
【0055】
１つまたは複数の実施形態によると、ペプチド溶液の張度は、低張性、等張性、または高張性であり得る。一部の特定の非限定的な実施形態において、ペプチド溶液の張度は、等張性であり得る。ペプチド溶液の張度は、様々なアプローチで調整され得る。一部の実施形態において、ペプチド溶液の張度は、例えば、ヒトの身体などの対象と関連する投与部位であるが、限定されない、ペプチド溶液の投与の部位と関連する張度に影響を与え得るまたはそれを調整し得る。例えば、一部の実施形態において、張度は、張度調整剤（ｔｏｎｉｃｉｔｙ ａｇｅｎｔ）で調整され得る。張度調整剤は、デキストロース、グリセリン、マンニトール、塩化カリウム、および塩化ナトリウムからなる群から選択され得るが、これらに限定されるものではない。他の実施形態において、ペプチド溶液の張度は、少なくとも１つの塩で調整され得る。少なくとも１つの塩は、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化マグネシウム、塩化カルシウム、および硫酸カルシウムからなる群から選択され得るが、これらに限定されるものではない。少なくとも１つの塩として、１つまたは複数の塩形成性陽イオンおよび１つまたは複数の塩形成性陰イオンが挙げられ得る。１つまたは複数の塩形成性陽イオンは、アンモニウムイオン、カルシウムイオン、鉄イオン、マグネシウムイオン、カリウムイオン、ピリジニウムイオン、四級アンモニウムイオン、およびナトリウムイオンからなる群から選択され得るが、これらに限定されるものではない。１つまたは複数の塩形成性陰イオンは、酢酸イオン、炭酸イオン、塩化物イオン、クエン酸イオン、シアン化物イオン、フッ化物イオン、硝酸イオン、亜硝酸イオン、およびリン酸イオンからなる群から選択され得るが、これらに限定されるものではない。
【0056】
膜の形成に最適な長さは、アミノ酸組成に伴って変動し得る。本開示のペプチドにより意図される安定化因子は、ペプチド骨格間の一定の距離を維持する相補的なペプチドである。
【0057】
化学的に合成されたペプチドの使用により、ペプチド溶液が別の動物の細胞外マトリックスに由来する未同定の構成成分などの未同定の構成成分を有さないようにすることを可能にできる。したがって、この性質により、従来の組織由来のバイオマテリアルと比較して、ウイルス感染のリスクを含めた感染の懸念を排除することができる。これにより、牛海綿状脳症（ＢＳＥ）などの感染を含めた感染の懸念を排除し、ペプチドを、医療的使用に関して高度に安全なものにすることができる。
【0058】
ペプチドの最初の濃度は、形成される膜、ハイドロゲル、または足場のサイズおよび厚さに関する因子であり得る。一般に、ペプチド濃度が高いほど、膜またはハイドロゲルの形成の程度が高くなる。より高い最初のペプチド濃度（約１０ｍｇ／ｍｌ）（約１．０ｗ／ｖパーセント）で形成されるハイドロゲル、または足場は、より厚くなり得、したがって、より強力になる可能性がある。
【0059】
膜、ハイドロゲル、または足場の形成は、選択条件に対するペプチド溶液の曝露に基づき起こり得る。膜、ハイドロゲル、または足場の形成は、およそ数秒からおよそ数分の範囲で起こり得る。例えば、形成は、即時であり得る。一部の実施形態において、形成は、１秒未満で起こり得る。形成は、５秒未満、３０秒未満、１分未満、５分未満、１５分未満、または３０分未満で起こり得る。ハイドロゲルの形成は、約１〜２分以内で起こり得る。他の例では、ハイドロゲルの形成は、約３〜４分以内で起こり得る。特定の実施形態において、膜またはハイドロゲルの形成は可逆的であり得る、および他の実施形態において、形成は不可逆的であり得る。ある特定の実施形態では、ハイドロゲルの形成にかかる時間は、少なくとも一部において、ペプチド溶液の濃度、適用されるペプチド溶液の体積、および適用のエリアにおける条件（例えば、適用のエリアにおける一価金属陽イオンの濃度、エリアのｐＨ、およびエリアまたはその付近における１つまたは複数の流体の存在）のうちの１つまたは複数に基づくものであってよい。プロセスは、１２未満またはそれと同等のｐＨによって、および温度によっては影響されない可能性がある。膜またはハイドロゲルは、約１〜９９摂氏温度の範囲の温度で形成され得る。
【0060】
ある特定の実施形態では、自己組織化ペプチドは、自己組織化ペプチドの効果の増強をもたらすことができるか、または別の作用、治療、療法をもたらすもしくは他のやり方で被験体の１つまたは複数の構成成分と相互作用することができる１つまたは複数の構成成分と共に調製することができる。例えば、１つまたは複数の生物学的に活性なまたは生理的に活性なアミノ酸配列またはモチーフを含む追加的なペプチドを構成成分の１つとして自己組織化ペプチドと共に含めることができる。他の構成成分は被験体に薬物または他の治療などのいくらかの利益をもたらし得る生物学的に活性な化合物を含み得る。例えば、溶血、炎症または感染を処置または予防する抗生物質または小分子薬が、自己組織化ペプチドと共に投与されてもよいし、あるいは別々に投与されてもよい。
【0061】
小分子薬物は、グルコース、サッカロース、精製サッカロース、ラクトース、マルトース、トレハロース、デキストラン（ｄｅｓｔｒａｎ）、ヨウ素、塩化リゾチーム、ジメチルイソプロピルアズレン（ｄｉｍｅｔｈｙｌｉｓｏｐｒｐｙｌａｚｕｌｅｎｅ）、トレチノイン、トコフェリル（ｔｏｃｏｆｅｒｉｌ）、ポピドンヨード、アルプロスタジルアルファデクス、アニスアルコール、サリチル酸イソアミル、α，α−ジメチルフェニルエチルアルコール、バクダノール（ｂａｃｄａｎｏｌ）、ヘリオナール（ｈｅｌｉｏｎａｌ）、スルファジアジン銀（ｓｕｌｆａｚｉｎ ｓｉｌｖｅｒ）、ブクラデシンナトリウム、アルプロスタジルアルファデクス、硫酸ゲンタマイシン、塩酸テトラサイクリン、フシジン酸ナトリウム、ムピロシンカルシウム水和物および安息香酸イソアミルからなる群より選択することができる。他の小分子薬物も意図され得る。タンパク質に基づく薬物を投与される構成成分として含めることができ、それらとして、エリスロポエチン、組織型プラスミノーゲン活性化因子、合成ヘモグロビンおよびインスリンが挙げられる。
【0062】
ペプチド溶液を、迅速なまたは即時のハイドロゲルへの形成から保護するための構成成分を含めることができる。これは、ペプチド溶液を標的エリアに時間制御放出させてハイドロゲルを所望の所定の期間にわたって形成させることを可能にするために時間をわたり分解させることができる封入送達系を含み得る。エチレン酢酸ビニル、ポリ酸無水物、ポリグリコール酸、コラーゲン、ポリオルトエステル、およびポリ乳酸などの生分解性生体適合性ポリマーを使用することができる。
【0063】
本明細書に記載される、任意の成分は、ペプチド溶液に含まれてもよいし、またはペプチド溶液と別々に投与されてもよい。さらに、本明細書において提供される方法および容易にする方法はいずれも、１または複数の関係者によって実施されてよい。
【0064】
本開示の一部の実施形態において、自己組織化ペプチドは、デバイスまたは機器におけるコーティングとして使用され得る。自己組織化ペプチドはまた、ガーゼまたは帯具、または裏打ちなどの支持体に組み込まれ得または固定され得、これが対象に治療効果を提供し得るまたは標的領域内に適用され得る。自己組織化ペプチドはまた、使用のためスポンジに浸漬され得る。
【0065】
本明細書に開示されている組成物、ペプチド、ペプチド溶液、および方法のこれらおよび他の実施形態の機能および利点は、以下の実施例からより完全に理解される。以下に続く実施例は、開示される組成物の利益を説明することを意図しているが、その完全な範囲を例示するものではない。
【実施例】
【0066】
（実施例１）形態学的研究
ＳＴ１４およびＴ１４ペプチドの原子間力顕微鏡法（ＡＦＭ）画像を、それらのナノ構造を可視化するため調査した。試料を、ペプチド（１００マイクロモル濃度（μＭ））溶液のおよそ５０マイクロリットル（μｌ）のアリコートをマイカ表面の表面（９ミリメートル（ｍｍ）直径）に配置することにより調製した。各試料を、約３０秒マイカ上に静置し、次に１００μｌのＭｉｌｌｉ−Ｑ（超高純度）水のアリコートですすぎ洗いをして結合していないペプチドを除去した。マイカ表面における試料を、次にＡＦＭ観察のため空気乾燥した。ＡＦＭを、タッピングモードを用いてＡｓｙｌｕｍ−１ ＭＦＰ−３Ｄ ＡＦＭ Ｓｙｓｔｅｍ（Ａｓｙｌｕｍ Ｒｅｓｅａｒｃｈ、Ｓａｎｔａ Ｂａｒｂａｒａ、ＣＡ）で実施した。画像に、オリンパスＳｉチップ（ＡＣ２４０ＦＳ）を利用した。カンチレバーの自由共鳴頻度は、７０ｋＨｚであった。高さ画像を、２５６×２５６ピクセル解像度で記録した。
【0067】
図３および４に示される通り、ＳＴ１４が、自己組織化したナノファイバーを形成することをＡＦＭ形態研究は実証した。図５および６に示される通り、凝集物がＴ１４において検出されている。
【0068】
（実施例２）安定性および滅菌研究
滅菌は、自己組織化ペプチド溶液を含めた、全ての生体材料についての製造プロセスにおいて非常に重要なステップである。ペプチドのオートクレーブ処理は、濾過滅菌が可能ではないであろう高度に粘稠性のペプチド溶液についての最良の滅菌法であると思われる。オートクレーブがペプチド分子を分解するかどうかを決定するために、ペプチドのマススペクトロメトリー（ｍａｓｓ ｓｐｅｃ）分析を、１２１℃、２５分、高圧飽和蒸気でのオートクレーブの前後で実施した。Ｎ末端およびＣ末端が保護されていないＳＴ１４およびＴ１４それぞれに関して、結果が図７〜８および図９〜１０に示される。
【0069】
オートクレーブ処理前のＳＴ１４の測定されたモル質量は１３３５であったが、これは計算されたモル質量に一致する（図７〜８）。ＳＴ１４は、オートクレーブ処理の間に分解しなかった；したがって、オートクレーブは、ＳＴ１４の滅菌に関して適切な方法である。
【0070】
Ｔ１４の測定されたモル質量は１４３３であり、これは計算されたモル質量に一致する。図９〜１０に示される通り、Ｔ１４はオートクレーブの間に分解せず、したがって、オートクレーブ処理はＴ１４の滅菌に関して適切な方法である。
【0071】
（実施例３）ペプチド溶液の視覚的な外観
ＳＴ１４およびＴ１４を、様々な濃度での脱イオン水中の溶解性および溶液中の外観に関して検査した。ＳＴ１４およびＴ１４溶液は、１パーセント重量／体積（ｗ／ｖ）から５パーセントｗ／ｖで半透明であった。ＳＴ１４は１パーセント重量／体積（ｗ／ｖ）から５パーセントｗ／ｖで高粘度溶液を形成し、一方、Ｔ１４は５パーセントｗ／ｖで高粘度溶液を形成した。これは２つのペプチドの間の差を示しており、どのようにして、これらが所与の条件下で挙動し得るかが示され得る。
【0072】
（実施例４）ペプチド溶液のｐＨ
ペプチド溶液を提供するための脱イオン水中でのペプチドのｐＨを、様々な濃度で測定した。ペプチド溶液のｐＨを、様々な濃度で測定した。ＳＴ１４およびＴ１４を検査した。記録したｐＨ値は、約１．９から約２．５の範囲であった。結果は表２に示される。これらの結果は、ｐＨがペプチドの濃度およびペプチドのタイプに応じて変動することを示す。
【表2】
【0073】
（実施例５）ペプチドゲル形成
コンゴレッドアッセイを実施してＰＢＳ緩衝液（ｐＨ７．４）中でのペプチド溶液のゲル形成を決定した。様々な濃度の１００μｌの各ゲルを、スライドガラス上に置いた。３０秒後、５００μｌのＰＢＳ緩衝液（ｐＨ７．４）中の１％コンゴレッド溶液をゲルアリコートのそれぞれの周辺および上部に添加し、次に過剰なコンゴレッド溶液を検査前に拭き取った。
【0074】
ＳＴ１４およびＴ１４を、０．５％、１．０％、１．５％、２．０％、２．５％および５．０％の様々な濃度で置いた。ゲル形成の可視化により、各濃度でのゲル化の成功または失敗が決定された。ＳＴ１４は、０．５％でゲルを形成しなかった。Ｔ１４は、１％未満でゲルを形成しなかった。データは、図１１に示される。
【0075】
（実施例６）流体力学的な特性に対する濃度の効果
ＳＴ１４の流体力学的な特性を、４０ｍｍプレートを有するレオメータ（ＡＲ５００、ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ）を用いて様々な濃度で評価した。ペプチド溶液（７００μＬ）をレオメータプレートに配置し、過剰な溶液をキムワイプで静かに除去した；測定は、３７℃での２分間の緩和時間後に実施した。プレートを３００μｍの測定する幾何学的なギャップに配置して、貯蔵弾性率、損失弾性率、および粘性（η’）を３７℃で測定し、応力掃引試験を０．１Ｐａ〜１０００Ｐａの振動応力、角周波数１０ｒａｄ／ｓで実施した。
【0076】
ＳＴ１４に関して流体力学の結果は図１２および１３に示される。Ｔ１４の流体力学的な特性は、測定されなかった。ＳＴ１４の様々な濃度での流体力学的な特性は表３にも示される。
【0077】
ＳＴ１４の貯蔵弾性率、降伏応力、および最大粘性は、濃度の上昇に伴って上昇した。【表3】
【0078】
（実施例７）ペプチドハイドロゲルの性質に対する細胞培養培地の接触の影響
ＳＴ１４のレオロジー的性質に対するダルベッコ改変イーグル培地（ＤＭＥＭ）（ｐＨ７．４）の影響を、４０ｍｍプレートを伴うレオメーター（ＡＲ５００、ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ）で評価した。ＤＭＥＭは、６．４ｇ／ＬのＮａＣｌ、３．４ｇ／ＬのＮａＨＣＯ３（炭酸水素ナトリウム）、微量の他の塩、種々のアミノ酸、および４．５ｇ／Ｌのグルコースを含有する細胞培養培地である。ＤＭＥＭのｐＨは７．２±０．２であり、質量オスモル濃度は３３５±３０ｍＯｓｍ／ＫｇＨ２Ｏである；どちらの測定値も血液などのヒト生理的流体と近いものである。 ペプチド溶液（１％）を少なくとも４８時間４℃に維持した後に試験した。実験を実施するために、ペプチド溶液１ｍＬを穏やかにピペットで取り、レオメーターのプレート上に置いた。ＤＭＥＭ溶液２ｍＬをペプチド溶液の周りに穏やかに添加した。ペプチド溶液をＤＭＥＭで２分処理し、次いで、培地を除去し、プレートをおよそ４５０μｍの測定用幾何学的形状ギャップに置いた。２分の緩和時間後に３７℃で測定を実施した。周波数試験を振動応力１Ｐａで１ｒａｄ／ｓから１００ｒａｄ／ｓまで実施した。
【0079】
図１４において、ＳＴ１４（１％）のレオロジー的性質を２分にわたるＤＭＥＭ処理の前後で比較した。非処理のペプチド溶液に関する貯蔵弾性率データを、それらの応力掃引試験の１Ｐａかつ１０ｒａｄ／ｓでのデータから取得し、ＤＭＥＭ処理ペプチドハイドロゲルに関するものは、それらの頻度掃引試験の１Ｐａかつ１０ｒａｄ／ｓでのデータから適合させた。２分間のＤＭＥＭ処理後の貯蔵弾性率の倍数増加は、図１５に示される。ＳＴ１４は、ＤＭＥＭ処理後、貯蔵弾性率の６．９倍増加を示した。
【0080】
この観察は、重要な分子間相互作用が、ＤＭＥＭ処理後に生じ、これはＤＭＥＭ処理後に最終的な剛性が決定されることを示唆している。ｐＨおよび塩濃度における変化は、その流体力学的な特性に影響し得る。
【0081】
（実施例８）細胞生存率試験
細胞生存率（細胞傷害性）アッセイを実施してハイドロゲル組織培養系における頻繁に使用されている細胞株であるＣ５７ＢＬ／６マウス間葉性幹細胞（ｍＭＳＣ）の生存率を支持するＳＴ１４の能力を測定した。各ハイドロゲルを２．５％の濃度で調製し、次に１．５％、１．２５％、１．０％、０．７５％、および０．５０％の濃度にスクロースで希釈し、スクロースの終濃度を１０％とした。細胞を洗浄し、１０％スクロース中に細胞５００万個／ｍｌの終濃度に再懸濁した。細胞を遠心分離し、上清を除去した。細胞を、１０％スクロース中にハイドロゲルのそれぞれの濃度に再懸濁した。プロトコールは、次に、使用のためのＰｕｒａＭａｔｒｉｘ（登録商標）ガイドライン（ＢＤ／Ｃｏｒｎｉｎｇウェブサイト）において記載されている通りのプレーティング懸滴培養およびその後の単離に従った。
【0082】
ＳＴ１４に関して結果は図１６に示される。ペプチドの濃度が０．７５％を超過した場合、細胞生存率は有意に減少した。
【0083】
図１６において、細胞生存率が次のより低い濃度での細胞生存率よりも有意により低い場合（ｐ＜０．０５）に「＊」が付され、細胞生存率が次のより低い濃度での細胞生存率よりも有意により高い場合（ｐ＜０．０５）に「＃」が付される。