JPH02279698A - 血管内皮細胞成長因子及びその製造方法 - Google Patents

血管内皮細胞成長因子及びその製造方法

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JPH02279698A
JPH02279698A JP1098931A JP9893189A JPH02279698A JP H02279698 A JPH02279698 A JP H02279698A JP 1098931 A JP1098931 A JP 1098931A JP 9893189 A JP9893189 A JP 9893189A JP H02279698 A JPH02279698 A JP H02279698A
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JP
Japan
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vascular endothelial
endothelial cell
growth factor
cell growth
amino acid
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JP1098931A
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Kyoko Furukawa
古川 教子
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M K MEDICAL KK
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は新規な血管内皮細胞成長因子及びその製造方法
に関する。
〔従来の技術〕
現在までに血管内皮細胞成長因子として数多くのものが
報告されている。しかし、その構造が明らかにされ、か
つ確実に血管内皮細胞に対して増殖作用を有するものは
塩基性線維芽細胞成長因子(Basic Fibrob
last Growth Factor ;塩基性FG
F )及び酸性II維芽細胞成長因子(^cidic 
FibrobtasLGrowth Factor ;
酸性FGF )の2種類のみである。
塩基性FGFは最初は牛の脳下垂体より分離され、その
機種々の組織や細胞、例えば脳や脳下垂体等の神経組織
、網膜、副腎、黄体、腎臓、マクロファージなどにふい
ても産生されていることがわかり、脳組織からも分離さ
れるようになった。当初はその名が示す如く線維芽細胞
(3T 3 cell)に対して増殖活性を示すことか
ら、その使用の目的で分離されていたが、その後、血管
内皮細胞、副腎細胞等の中胚菓起源の多くの細胞に対し
ても増殖促進活性を示すことが判明し、極めて特異性の
乏しい増殖因子であることが明らかとなった。またこの
塩基性PGFはin vivoのテストで血管内皮細胞
増殖促進作用とともに血管内皮細胞の機能調節も行なう
ことが知られている。更に多くの腫瘍細胞が塩基性FG
Fを産生じていることが報告されてあり、いわゆる腫瘍
血管新生因子である可能性も示唆されている。
塩基性FGPのcDN^は既にクローニングされており
、塩基性PGPは9個のアミノ酸よりなるリーダーペプ
チドを有し、その後に146個のアミノ酸よりなるペプ
チドが連なる構造を有していることが知られている。一
方、組織から分離された塩基性FGFには、N末端が1
番目又は6番目のアミノ酸から始まる2種類の構造のも
のが存在する。
更に塩基性PGFはヘパリンに対して強い親和性を有し
、ヘパリンと55%のアミノ酸レベルでの相同性を示し
、ヘパリンアフィニティーカラムクロマトを用いて分離
することができる。またインターロイキン−1とも弱い
相同性を示す。
酸性FGFは当初Macingにより内皮細胞成長因子
(Bndothelial Ce1l Growth 
Factor ; BCGF)として牛の神経組織より
分離された。その後BCGFには酸性のEICGFと塩
基性のBCGFとが存在し、さらにそれらはGrosp
odarowtzらが分離した2種のFGF 。
すなわち前述の塩基性FGF並びに酸性PGFとに対応
することが判明した。酸性FGFはまた(aye−de
rived growth  factorII )及
び(a −retina −derived grow
th factor )などとも同一のものであること
が・わかっている。酸性FGFは前述の塩基性FGFと
類似の物質であり、ヘパリンに対して強い親和性を示し
、ヘパリンアフィニティーカラムクロマトにより容易に
分離される。しかし、酸性FGFの血管内皮細胞増殖作
用はヘパリンの存在下で促進されるのに対し、塩基性F
GFの作用はヘパリン存在の有無で影響を受けないこと
や、酸性FGFは塩基性FGFと異なって神経組織のみ
に存在することが知られている。
ヒト酸性FGFのcDN八は155個のアミノ酸をコー
ドする。一方、純化された牛の酸性FGFは10番目の
Pheから始まるアミノ酸組成を有しくαFGF−1.
β−EICGF) 、また22番目のAsnから始まる
アミノ酸組成のもの(αF G ti−2、α[ICG
F) も報告されていて、明らかなシグナルペプチドは
認められていない。α−FGFはインターロイキン−1
と約30%の相同性を示すほか、ニューロメリン、ボウ
ベシン、サブスタンスになどとも相同性を有している。
〔発明が解決しようとする課題〕
血管内皮細胞成長因子は、動脈硬化等の血管性の病気に
対し、治療薬として期待される他、臨床検査用試薬や研
究用試薬として重要なものである。
そこで、新規な血管内皮細胞成長因子及びこれを効率よ
く得る技術の開発が熱望されていた。
〔課題を解決するための手段〕
斯かる実状において、本発明者は上記課題を解決すべく
鋭意研究を行った結果、人手の容易なヒト胎盤の培養上
清より得られた物質が、優れた血管内皮細胞の増殖促進
活性を有し、新規な血管内皮細胞成長因子であることを
見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は次の理化学的性質を有する血管内皮
細胞成長因子及びその製造方法を堤供するものである。
(イ)分子量 ドデシル硫酸ナトリウム−ポリアクリルアミドゲル電気
泳動法による測定で約45.000(ロ)下記のアミノ
酸組成を有する。
アミノ酸      100残基当りの含有量アスパラ
ギン酸(D)     6.2トレオニン(T)   
     3.5セリン(S)        6.1 グル9ミ”JH<E)      11.5プロリン 
(P)         8.2グリシン(G)   
    11.7アラニン(A)        13
.2システイン(%)  (C)     2.5ヴア
リン (V)          6.9メチオニン(
M)        1.5イソロイシン(1)   
    2.40イシン(L)        14.
5フエニルアラニン(F)     1.4ヒスチジン
(H)        1.2リジン(K)     
    2.5アルギニン(R)6.6 (ハ)N末端またはN末端近傍に下記のアミノ酸配列の
部分構造を有する。
APPAPGDFSGEG 本発明の血管内皮細胞成長因子(以下、「本発明因子」
と称する)は、例えばヒト胎盤を無血清培地にて培養し
、その培養上清を ■ 硫酸アンモニウム沈澱、 ■ 陰イオン交換クロマトグラフィー ■ ゲル濾過、 ■ ハイドロキシアパタイトゲルクロマトグラフィー、
次いで ■ アルキルスーパーロースカラムクロマトグラフィー
に付し、血管内皮細胞の増殖促進活性を有する画分を採
取することにより製造される。
本発明におけるヒト胎盤の培養は、通常のヒト組織の培
養と同様の条件で実施することができる。
培地は無血清培地であり、特にダルベツコ改変イーグル
培地とハムのF12培地との等量混合液にインスリン1
μg/ml、)ランスフェリン1μg/m!、上皮細胞
成長因子10 ng/ ml及び抗生物質を加えた培地
が好ましい。ここで抗生物質としてはベニリシンカリウ
ム、アムホテリシンB1ゲンタマイシンなどが挙げられ
る。培養温度は36〜37.5℃が、また、培地のPH
は6.8〜7.5が好ましい。更に培養方法としては静
置培養が好ましい。培養は通常3日毎に培養上清を一部
回収しながら、継続するのが好ましい。
次に得られた培養上清から本発明因子を採取する方法を
説明する。まず、培養上清を限外濾過器にて約2.00
0〜5.000倍に濃縮した後、この上清に硫酸アンモ
ニウム(50%)を加えて沈澱物を分取する。これを隘
イオン交換クロマトグラフィー担体に吸着せしめ、塩化
ナトリウム濃度勾配で分画する。ここで、陰イオン交換
クロマトグラフィー担体としては、DBAIEセファロ
ース等が挙げられる。
次に、得られた画分をトリス塩酸&l衡液に対して透析
し、凍結乾燥後高速液体クロマトグラフィー装置に装着
したゲル濾過(実効分画範囲i、 oo。
〜300.000ダルトン)に付す。
更に、高速液体クロマトグラフィー装置に装置したハイ
ドロキシアパタイトゲルクロマトグラフィーに付してリ
ン酸塩の濃度勾配で分画する。次いで硫酸アンモニウム
溶液中で疎水クロマトグラフィーであるアルキルスーパ
ー痣−スゲルに吸着させ、硫酸アンモニウムの濃度を徐
々に低下せしめて溶出させ、血管内皮細胞成長因子活性
画分を回収し、説塩して凍結乾燥を行なえば、本発明因
子を得ることができる。
尚、本発明に用いた血管内皮細胞成長因子の活性の測定
法は次の通りである。ヒト請書静脈または豚大動脈の血
管を切除後両端を糸で納札し、内腔に0.2%コラ−ゲ
ナーゼ液(ワーシントン社製、ハムのF12培地で溶解
)を注射器で注入し、30〜90分、37℃でインキュ
ベートした後、注入したコラ−ゲナーゼ液を回収し、遠
心分離(100xg)で遠心して、血管内皮細胞を得る
。得られた血管内皮細胞をF12培地に10%牛脂児血
清及び線維芽細胞増殖因子(FGF)5μg/rnl加
えた培地に分散して、37℃5%炭酸ガスインキュベー
ターで培養する。このようにして得られた血管内皮細胞
を0.25%トリプシン溶液(ギブコ社製)で常法によ
り分散させて、遠心分離で回収した後に0゜5%牛脂児
血清を添加したハムのF12に分散して、24穴の培養
プレート(ファルコン社製)の各ウェルに5X103個
(1,0m1)ずついれて、37℃5%炭酸ガスインキ
ュベーターで24時間培養する。24時間後、各ウェル
に測定試料を入れ、更に16時間37℃で5%炭炭酸ガ
スインユニベーター培養する。更に16時間後にトリチ
ウムMA識サイミジンにューングランドニュクリアー社
製)を0.5μCiずつ各ウェルに入れ、更に4時間同
じ条件で培養する。培養後、各ウェルに4℃に冷やした
10%トリクロル酢酸を1、omiずつ加え1時間常温
に放置する。各ウェルより液体をすてて、更につ′エル
を5%トリクロル酢酸で洗浄し、乾燥後1規定の水酸化
ナトリウム溶液を加え、10分間放置後1規定の塩酸で
中和後、その一定量をとって10倍量のアクアゾールを
加えて液体シンチレーションカウンターで放射活性を測
定し、各ウェル内の血管内皮細胞のDNA合成促進活性
を測定し、これを血管内皮細胞の増殖促進活性(血管内
皮細胞成長因子の活性)とした。
斯くして得られた本発明因子の性質は以下の通りである
(イ)分子量 分子量は約45.000である。
精製した本発明因子はドデシル硫酸す) IJウムーポ
リアクリルアミドゲル電気泳動によって分離し、分子量
を測定すると、45.000付近の単一バンドを示す。
(ロ)アミノ酸組成 本発明因子のアミノ酸分析をした結果を下記第1表に示
す。
第  1  表 (ハ)アミノ酸配列 N末端またはN末端近傍に下記のアミノ酸配列の部分構
造を有する。
APPAPGDFSGEG (ニ)等電点 等電点はpl+4.0〜4.8を示す。
(ホ)温度安定性 0〜56℃で安定、70℃以上で失活。
(へ) pH安定性 pH5〜9で安定、2113以下で失活。
(ト)酵素に対する安定性 トリプシン、プロナーゼで失活、RN、、s、、ノイラ
ミニダーゼでは失活せず。
(チ)酵素に対する安定性 ヘパリンに親和性を示さず、線維芽細胞の増殖は促進し
ない。また、ジチオスレイトールなどにより還元処理を
行なっても活性を失なわない。
〔実施例〕
以下に実施例を挙げて本発明を更に詳細に表明する。
実施例1 ヒト胎盤の初代培養 正常満期産の胎盤を無菌的にはさみで2〜3 m+a角
に細切し、培養液(ダルベツコ改変イーグル培地とハム
のF12培地の等量混合液にインスリン1、ug/mf
、トランスフェリンlug/mj’、上皮細胞成長因子
<EGF)  10ng/ tr#l、ペニシリンカリ
ウム100単位/ml、アムホテリシン82μg/mi
!、ゲンタマイシン50ttg/malを加えたもの)
で洗浄し、組織片100gに対し培養液1βを加えて3
7℃で炭酸ガスインキュベーター (炭酸ガス濃度5%
、湿度100%)中にて3日間インキュベートした後に
、半量だけ培養液を交換した。更に3日毎に3回培養液
を交換し、採取した培養液は一20℃に保存した。培養
器はプラスチックのフラスコ(培養面積150cffl
)に培養液10mj!を入れて用いた。
実施例2 胎盤由来血管内皮細胞成長因子の単離 上述のごとくして得られた培養上清501のホロファイ
バー装置(旭化成社製) 八Ih−1010にて約30
倍に濃縮し、更にこれをベリコンラボカセットにPTI
O9000フィルター(ミリポア社Il)をつけた装置
にて100倍に濃縮した後にこれを以下の順序で精製し
た。
(1)硫酸アンモニウム沈澱 硫酸アンモニウム(50%)を加え、ρ11を7.0に
保ったまま4℃で3時間放置後、3000X gで20
分間遠心分離し、沈渣を集めて0.02%ツイーン20
及び0.02%窒化アジドを加えたトリス塩酸緩衝液(
0,OLM、 pH7,2) 50  mj!にて溶解
した。
(2)  陰イオン交換クロマトグラフィー硫酸アンモ
ニウム沈澱で得られた活性画分をDB八へセファ0−ス
CL−6Bカラム(5(1mf!。
ファルマシア社製)に吸着させ、トリス塩酸塩緩衝液(
0,OIM、pH7,2)  150  mlでカラム
を洗浄後、塩化ナトリウムの濃度勾配を0〜30〇−M
まで直線的に上昇させることで溶出を行った。
溶出は毎分2.5+nfで4℃で行った。活性画分は1
00〜150mMの塩化ナトリウム濃度の位置に対応し
て得られた。
(3)ゲル濾過 OF!AHセファロースクロマトグラフィーで得られた
活性画分をトリス塩酸塩緩衝液([]、 01 M、 
pt17.2)に対し透析し、更に凍結乾燥後、蒸留水
100  mlに溶解し、スーパーロース12カラム(
HfllO/30、ファルマシア)にゲル濾過クロマト
グラフィーに付した。緩衝液はトリス塩酸塩緩衝液(0
,01M、pH7,2)で150dの塩化す1− IJ
ウムを含む、又カラム流速は500μl/rollであ
った。カラムのキカリブレーションはあらかじめ牛血清
アルブミン(分子i67、ooO) 、オボアルブミン
(分子量45.000) 、チトクロームC(分子、1
112.400)にて行った。活性画分は分子量的45
、000の位置に認められた。
(4)  ハイトロキシルアパタイトクロマトグラフィ
ゲル濾過クロマトグラフィーで得られた活性画分を更に
高速液体クロマトグラフィー装置につけたハイトロキシ
ルアパタイトカラム0.7825 m+e(東亜燃料)
0.5m/mnにて4℃(0,5mMリン酸塩緩衝液)
に吸着させ、リン酸塩の温度を0.5→50mMまで直
線的に勾配をかけて溶出させた。活性画分は約40mM
のリン?Il!2濃度に一致して溶出された。
(5)  アルキルスーパーロースカラムクロマトグラ
フィー ハイドロキシルアパタイトクロマトグラフィーで得られ
た活性画分を、更に硫酸アンモニウム(2M)にてアル
キルスーパーロースカラム(ファルマシア社製)に結合
させ、これを1.2Mから0.5Mまでの硫酸アンモニ
ウムの濃度勾配で溶出させると約069Mの位置に活性
画分が得られる。
この両分を脱塩し、凍結乾燥したものを最終標品とした
実施例3 理化学的性質 実施例2で得た本発明の血管内皮細胞成長因子の理化学
的性質を調べるために以下の分析を行った。
(1)分子量 ドデシル硫酸ナトリウム−ポリアクリルアミドゲル電気
泳動(5O5−PAGIE)により分析した。電気泳動
装置はGE2/4  (ファルマシア社製)ゲルはT=
15%、C=2.6%のポリアクリルアミドスラブゲル
(70市x?0酎X3mm)及び濃縮ゲル(T=3%、
C=20%)を用いた。試料はあらかじめ0.5M2−
メルカプトエタノールにドデシル硫酸ナトリウム濃度を
2%になるように加えた溶液中で3分間煮沸後、尿素を
4Mになるように添加することにより、変性させておい
たものを2μg用いた。120Vで3時間泳動した後に
ゲルを取り出し、メタノール:酢酸:水(4: 1 :
 5)にて固定し、銀染色(Silver 5tain
:バイオラッド社製)によりバンドを検出した。
分子lマーカーとして牛血清アルブミン(分子量67.
000) 、オボアルブミン(分子量45.000) 
、チトクロームC(分子量12.000)を同様に処理
して用いた。この結果、分子置駒45.000の単一バ
ンドが認められた。測定結果を第1図に示す。
(2)  アミノ酸組成 試料を真空中6Mの塩酸で110℃にて20時間加水分
解し、続いてアミノ酸測定をした結果、新規な活性物質
は前記第1表記載のアミノ酸組成(合計のパーセント)
を示した。
(3)温度安定性 試料を0.OIM)リス塩酸緩衝液(pt17.2 )
に溶解し、■、0μg/lnlの蛋白*、a度とした。
この試料を0℃、37℃、45℃、56℃、70℃及び
100℃にてそれぞれ30分間処理した後、残存する血
管内皮綿1抱増殖促進活性を検討した。
この結果、0〜56℃では安定であり、70℃以上で失
活した。
(4)  pH安定性 試料を蒸留水にて溶解し、10μg/m1の濃度とし、
0.2%の牛血清アルブミンを含むpl)1.3.5.
7.9の各緩衝液にて10倍に希釈し、それぞれ水中で
4時間処理した。処理終了後、それぞれ1mlを0.0
1M1−リス塩酸緩衝液(pH7,2)にて24時間透
析し、残存する血管内皮細胞増殖促進活性を測定した。
この結果、plll、3では失活したが、PH5、?、
9では安定であった。
(5)酵素に対する安定性 試料を1μg/mlの濃度で0.OIM)リス塩W1緩
衝液(pH6,5)に溶解し、トリプシン(Tryps
in)、プロナーゼ(Pronase)、ノイラミニダ
ーゼ(Neuraminidase) 、RNa5eを
各1.ugi加し、37℃1時間反応させた。反応終了
後、それぞれ0.1mAをとり0.5%牛血清アルブミ
ンを加え、ハムのF12培地1   mIlにて希釈後
、それぞれの血管内皮細胞増殖促進活性を測定した。こ
の結果、本発明の血管内皮細胞成長因子はトリプシン及
びプロナーゼで失活したが、RNa5e、ノイラミニダ
ーゼでは失活しなかった。
(6)  アミノ酸配列の決定 試料を気相式シークエネーター(アプライドバイオシス
テム社製)を用いてエドマン(Bdman口)分解し、
得られたPTHアミノ酸を高速液体クロマトグラフィー
装置(ベックマンインストルメンツ社製)及びUltr
ophere −OD Sカラム(ベックマンインスト
ルメンツ社製)を用いて常法により分析した。カラム(
5μm直径4.6 mm 、長さ250mm)を開始緩
衝液(15mMi!8酸す) IJウム緩衝液。
pH4,5,40%アセトニトリルを含む水溶液)にて
平衡化した後、検体(20μlの開始緩衝液にて溶解)
注入して、開始緩衝液によるイソクラティック溶出によ
る分離を行った。流速は1.4mβ/分、カラム温度は
40℃に1.確定した。P T Hアミノ酸の溶出は2
69 nmと320 nmの紫外部吸収を利用した。あ
らかじめ標準P T Hアミノ酸(シグマ社製〉各2n
molを同一の系で分離して保持時間を決定し、被検検
体の保持時間から同定を行った。この結果、N末端から
15残基目までのアミノ酸配列は次のごとく決定された
APPAPGDFSGEG**G ここで*は未同定であることを示す。
実施例4 比活性値の測定 実施例2で得られた本発明の血管内皮細胞成長因子のヒ
ト請書由来血管内皮細胞に対する比活性値を、前述した
血管内皮細胞の増殖促進活性の測定法に従って測定した
結果、最大刺激活性は約20ng/n+tlS最大活性
の50%は5ng/+++j!であった。
〔発明の効果〕
血管内皮細胞の成長因子は塩基製FGF及び酸性FGF
というヘパリン親和性の2つの因子が分離され、その構
造が明らかにされているが、本発明因子はドデシル硫酸
ナトリウム−ポリアクリルアミドゲル電気泳動法による
分子量が45.000であること、アミノ酸組成がFG
Fとは異なること、又N末端部分のアミノ酸配列がFG
Fを含めて他の報告されているヒトの蛋白質と異なるこ
となどから、新規な血管内皮細胞成長因子である。
本発明因子は臨床検査用試薬として、又研究用試薬して
使用しつる。又、本因子は血管内皮の傷害がその発症に
関与しているとされている動脈硬化症、高血圧症などの
疾患の予防及び治療剤として有用である。更には骨折や
組織の傷害の際に局所に投与する組織修復剤として有用
である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明因子の電気泳動における、移動距離と分
子lとの関係を示す図面である。 以  上 第1図 1  2 3  4  5(c!rL)移動距離 ◎二本発明の血管内皮細胞底長因子

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、次の理化学的性質を有する血管内皮細胞成長因子。 (イ)分子量 ドデシル硫酸ナトリウム−ポリアクリルアミドゲル電気
    泳動法による測定で約45,000 (ロ)下記のアミノ酸組成を有する。 ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ (ハ)N末端またはN末端近傍に下記のアミノ酸配列の
    部分構造を有する。 APPAPGDFSGEG 2、ヒト胎盤を無血清培地にて培養し、その培養上清を (1)硫酸アンモニウム沈澱、 (2)陰イオン交換クロマトグラフィー、 (3)ゲル濾過、 (4)ハイドロキシアパタイトゲルクロマトグラフィー
    、次いで (5)アルキルスーパーロースカラムクロマトグラフィ
    ーに付し、血管内皮細胞の増殖促進活性を有する画分を
    採取することを特徴とする、請求項1記載の血管内皮細
    胞成長因子の製造方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6518255B2 (en) 1997-01-29 2003-02-11 Cornell Research Foundation, Inc. Multiple site delivery of adenoviral vector directly into muscle for the induction of angiogenesis

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6518255B2 (en) 1997-01-29 2003-02-11 Cornell Research Foundation, Inc. Multiple site delivery of adenoviral vector directly into muscle for the induction of angiogenesis

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