骨膜欠損創の再生における骨髄由来細胞の役割に関するメカニズムの解明とその応用

Research Project

Project/Area Number	22K17180
Research Category	Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
Allocation Type	Multi-year Fund
Review Section	Basic Section 57060:Surgical dentistry-related
Research Institution	Shiga University of Medical Science
Principal Investigator	越沼伸也滋賀医科大学, 医学部, 講師 (10640146)
Project Period (FY)	2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help	¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000) Fiscal Year 2024: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000) Fiscal Year 2023: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000) Fiscal Year 2022: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Keywords	骨再生 / 再生医療 / 創傷治癒 / 骨髄由来細胞 / スキャフォールド
Outline of Research at the Start	骨膜欠損創は難治性の創傷であるが、ゼラチンスポンジ（GS）を留置することで創傷治癒が促進されることが明らかになっている。その機序はいまだ不明であるが、多くの研究で骨髄由来細胞と創傷治癒の関係が明らかにされている。本研究では骨髄由来細胞を標識したラットを用いて、骨膜欠損層の治癒における骨髄由来細胞の役割を明らかにする。また新規の材料である多孔質中空ポリL乳酸ファイバーを骨膜欠損創に留置し、創傷治癒の足場としての可能性を評価する。
Outline of Annual Research Achievements	歯肉がんや歯科用インプラントなどの口腔外科手術において発生する骨膜欠損創は、乾燥すると重大な治癒不全を引き起こしやすく、組織再生を含めた画期的な治療法の開発が望まれている。前任者の研究により、ゼラチンスポンジを骨膜欠損創部に留置すると良好な治癒を得られることが明らかになった。そのため、ゼラチンスポンジによりどのように骨膜欠損創部が治癒するのか、骨髄由来細胞の動態に関連させて明らかにするために本研究を実行した。 SDラットに致死量の放射線を照射し、GFPラットから採取した骨髄細胞を移植した。これにより骨髄由来細胞のみGFPで標識されるGFP-BMTラットを作製した。 GFP-BMTラット頭頂部に皮膚と骨膜の両者を欠損した10 mm四方の創部を形成し、同部にゼラチンスポンジを留置した。その後、2週、4週、6週でGFP-BMTラットをサクリファイスし、創部を免疫組織学的に解析した。その結果、血管、骨膜を標識することができるa-SMAを用いた免疫染色では、血管や骨膜の細胞にGFP陽性細胞を認めた。毛包を標識することができるLgr-5を用いた免疫染色では毛包や毛髪にGFP陽性細胞を認めた。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 血管、骨膜を標識することができるa-SMAを用いた免疫染色では、血管や骨膜の細胞にGFP陽性細胞を認めた。毛包を標識することができるLgr-5を用いた免疫染色では毛包や毛髪にGFP陽性細胞を認めた（図2）。骨髄由来細胞がそれらの組織の再生に関与していることが明らかとなった。GSは骨髄由来細胞の遊走を助ける足場となり、組織再生を促す可能性が示唆された。
Strategy for Future Research Activity	良好な治癒を得られる一方でGSは力学的強度が低く、周囲組織と縫合固定することができない。骨面や周囲組織との接着は血液凝固を介したものであり、脱落の可能性が高いなど、不安定な要素も多い。安定した治療のためには、より優れた材料を模索する必要がある。現在PLLAファイバースキャホールドを用いた新たな材料を用いて実験を行う準備を進めている。