骨髄細胞の移植による骨形成

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07671283
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 水野 守道 北海道大学, 歯学部, 助手 (10125354)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 久保木 芳徳 北海道大学, 歯学部, 教授 (00014001)
• Keywords: 骨髄細胞 / コラーゲンマトリックス / 細胞分化 / 骨芽細胞

Research Abstract

本年度は昨年度の実績をふまえ、骨髄細胞を移植することで骨が形成される条件、ならびに骨はどのような過程を経て形成されるかを明らかにした。
昨年度申請者は国隋細胞が細胞外マトリックスであるI型コラーゲンにより骨芽細胞への分化が誘導されること、そしてこの誘導が成長因子であるTGF-βにより促進されることを明らかにした。またコラーゲンによる誘導はI型コラーゲンに特異的であり、II-V型コラーゲンにはこのような効果は認められなかった。骨芽細胞へ分化した骨髄細胞をコラーゲンマトリックスとともにヌードマウスの背部皮下へ移植したところ、4週目には骨髄組織を含む骨が形成されていた。一方骨芽細胞へ十分に分化していない細胞を移植に用いても骨は形成されず、またコラーゲンのみでも骨は造られない。以上の結果は骨髄細胞による骨形成が起こるためには、細胞が骨芽細胞の形質を十二分に発現していることが必要なことを示している。
骨形成は直接骨が形成される直接骨化と、軟骨を経て骨が造られる軟骨性骨化のいずれかにより起こる。骨髄細胞とコラーゲンマトリックスの移植による骨形成では軟骨が認められず、骨が直接形成されてくるので、直接骨化の過程を経ていることが明らかとなった。骨の形成は移植後3週目より著明となり、4週目で骨マトリックス間には骨髄も認められた。さらに形成された骨量も経時的に増加し、4週目では移植に用いたコラーゲンマトリックスの約3倍の体積となった。今後は骨形成に及ぼす生体側の条件(例えば、加齢に伴い骨形成量、形成開始時期に変化があるか等)ならびに成長因子等の影響を検討する予定である。

Research Products

• [Publications] Mizuno M.: "The osteoblastic MC3T3-EI cells synthesized C-terminal propeptide of type T collagen, which promoted cell-attachment of ostesblasts" Biochemica et Biophysica Acta. 1310. 97-102 (1996)
• [Publications] Mizuno M: "Bone Chondroad herin Promotes Attacoment of Osteoblastic Cells to Solid-State Substrates and Shows Affinity to Collagen" Calcified Tissue Inbernabional. 59. 163-167 (1996)