1996 Fiscal Year Annual Research Report

BMP骨誘導における細胞支持体の幾何学的要素の役割-骨形成のトポバイオロジー

Research Project

Project/Area Number	07457437
Research Institution	Hokkaido University
Principal Investigator	久保木芳徳北海道大学, 歯学部, 教授 (00014001)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	滝田裕子北海道大学, 歯学部, 教務職員 (30125330) 藤沢隆一北海道大学, 歯学部, 助手 (40190029) 水野守道北海道大学, 歯学部, 助手 (10125354) 宇尾基弘北海道大学, 歯学部, 助手 (20242042)
Keywords	BMP(骨形成タンパク質) / 細胞支持体 / 幾何学的構造 / 骨形成 / トポバイオロジー
Research Abstract	われわれはBMP(骨形成蛋白質)の皮下埋植による異所性の軟骨・骨誘導の実験系において、軟骨と骨の誘導がその際に使用する担体によって大きく支配されることを発見し、多数の担体によってどのような担体の性質がそれぞれ骨と軟骨の誘導に導くのかを追及してきた。その際、同一の物理的、化学的性質を持つ担体でも、その幾何学的性質によって異なるらしいことに気づいた。そこで本年度は同質のヒドロキシアパタイトの焼結体で気孔径のみが異なる5種類(100-200, 200-300, 300-400, 400-500,および 500-600μm)のブロック体を作製した。これらの担体にリコンビナントBMP2を複合し、ラットの皮下に埋植し、2および4週間後に摘出した。摘出物中のオステオカルシン、およびアルカリフォスファターゼ活性を定量すると共に、組織学的に観察した。【結果】 5種類の気孔径をもつ担体を比較した結果、300-400μmの担体がオステオカルシンおよびアルカリフォスファターゼ共に最高の値を示すことが明らかになった。この範囲の気孔径(300-400μm)の値から離れるほど、両指標の値が低下していくことがわかった。さらに興味深いことには形態学的観察において、500μmまでの気孔径では、気孔の内壁に沿った骨形成が行われるのに対して、500μm以上の気孔径では内壁性の骨形成は不完全となり、気孔の中心部への骨形成が観察されるようになったことである。以上の結果は、この種の多孔体ヒドロキシアパタイトを材質とした骨形成用の細胞支持体において骨形成に最適の気孔径が存在しそれが300-400μmであることを世界で初めて示したものである。この明確な結果が今後の人工臓器開発の上で果たす役割はきわめて大きいといえる。

Research Products
(15 results)

All Other

All Publications (15 results)

[Publications] 久保木芳徳: "コラーゲンの分子間架橋の解析" 臨床皮膚科. 50. 91-97 (1996)
[Publications] 久保木芳徳: "歯のマトリックスと疾患" 医学のあゆみ. 177. 105-110 (1996)
[Publications] 佐々木勝: "Bone Morphogenetic Protein (BMP)による歯周組織の再生療法に関する研究" 日歯周誌. 38. 428-446 (1996)
[Publications] Mizuno, M.: "Osteogenesis by Bone Marrow Stromal Cells Maintained on Type I Collagen Matrix Gels In Vivo." Bone. 20. 101-107 (1997)
[Publications] Tsuruga, E.: "Geometry of cell-substratum controls BMP-induced osteogenesis." J. Biochem.121. 317-324 (1997)
[Publications] Mizuno, M.: "The osteoblastic MC3T3-E1 cells synthesized c-terminal propeptide of type I collagen, which promoted cell-attachment of osteoblasts." Biochem. Biophys. Acta. 1310. 97-102 (1996)
[Publications] Fujisawa, R.: "Acidic amino acid-rich sequences as binding sites of osteonectin to hydroxyapatite crystals." Biochem. Biophys. Acta. 1292. 53-60 (1996)
[Publications] Mizuno, M.: "Bone chondroadherin promotes attachment of osteoblastic cells to solid-state substrates and show affinity to collagen." Calcif Tissue Int. 59. 163-167 (1996)
[Publications] Kobayashi, D.: "Time-dependent expression of bone sialoprotein fragments in osteogenesis induced by bone morphogenetic protein." J. Biochem.119. 475-481 (1996)
[Publications] Wada, Y.: "Electrophoretic gels of dentin matrix proteins as diffusion media for in vitro mineralization." J. Dent. Res.75. 1381-1387 (1996)
[Publications] Ono, I.: "Promotive effect of basic fibroblast growth factor on the osteogenetic activity of recombinant human bone morphogenetic protein." J. Bone and Mineral Res.(in press).
[Publications] Ono, I.: "Promotion of the Osteogenetic Activity of Recombinant Human Bone Morphogenetic Protein by Basic Fibroblast Growth Factor." J. Cranio. Surg.7. 418-425 (1996)
[Publications] Onodera, S.: "Purification of a noncollagenous high molecular weight protein from bovine articular cartilage." Biol. Pharm. Bull.19. 11-17 (1996)
[Publications] Liu, An-Jun: "Changes of Noncollagenous Extracellular Matrix in Turkey Leg Tendon During Calcification." J. Hard Tissue Biol.5. 201-206 (1996)
[Publications] 久保木芳徳: "海洋生物の石灰化と硬組織" 東海大学出版会, 312 (1996)

1996 Fiscal Year Annual Research Report

BMP骨誘導における細胞支持体の幾何学的要素の役割-骨形成のトポバイオロジー

Principal Investigator

久保木 芳徳 北海道大学, 歯学部, 教授 (00014001)

Research Products

[Publications] 久保木芳徳: "コラーゲンの分子間架橋の解析" 臨床皮膚科. 50. 91-97 (1996)

[Publications] 久保木芳徳: "歯のマトリックスと疾患" 医学のあゆみ. 177. 105-110 (1996)

[Publications] 佐々木勝: "Bone Morphogenetic Protein (BMP)による歯周組織の再生療法に関する研究" 日歯周誌. 38. 428-446 (1996)

[Publications] Mizuno, M.: "Osteogenesis by Bone Marrow Stromal Cells Maintained on Type I Collagen Matrix Gels In Vivo." Bone. 20. 101-107 (1997)

[Publications] Tsuruga, E.: "Geometry of cell-substratum controls BMP-induced osteogenesis." J. Biochem.121. 317-324 (1997)

[Publications] Mizuno, M.: "The osteoblastic MC3T3-E1 cells synthesized c-terminal propeptide of type I collagen, which promoted cell-attachment of osteoblasts." Biochem. Biophys. Acta. 1310. 97-102 (1996)

[Publications] Fujisawa, R.: "Acidic amino acid-rich sequences as binding sites of osteonectin to hydroxyapatite crystals." Biochem. Biophys. Acta. 1292. 53-60 (1996)

[Publications] Mizuno, M.: "Bone chondroadherin promotes attachment of osteoblastic cells to solid-state substrates and show affinity to collagen." Calcif Tissue Int. 59. 163-167 (1996)

[Publications] Kobayashi, D.: "Time-dependent expression of bone sialoprotein fragments in osteogenesis induced by bone morphogenetic protein." J. Biochem.119. 475-481 (1996)

[Publications] Wada, Y.: "Electrophoretic gels of dentin matrix proteins as diffusion media for in vitro mineralization." J. Dent. Res.75. 1381-1387 (1996)

[Publications] Ono, I.: "Promotive effect of basic fibroblast growth factor on the osteogenetic activity of recombinant human bone morphogenetic protein." J. Bone and Mineral Res.(in press).

[Publications] Ono, I.: "Promotion of the Osteogenetic Activity of Recombinant Human Bone Morphogenetic Protein by Basic Fibroblast Growth Factor." J. Cranio. Surg.7. 418-425 (1996)

[Publications] Onodera, S.: "Purification of a noncollagenous high molecular weight protein from bovine articular cartilage." Biol. Pharm. Bull.19. 11-17 (1996)

[Publications] Liu, An-Jun: "Changes of Noncollagenous Extracellular Matrix in Turkey Leg Tendon During Calcification." J. Hard Tissue Biol.5. 201-206 (1996)

[Publications] 久保木芳徳: "海洋生物の石灰化と硬組織" 東海大学出版会, 312 (1996)

久保木芳徳北海道大学, 歯学部, 教授 (00014001)