大腸菌由来ヒトリコンビナント骨形成因子変種による骨誘導

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12470437
• Research Institution: KYOTO UNIVERSITY
• Principal Investigator: 別所 和久 京都大学, 医学研究科, 助手 (90229138)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 飯塚 忠彦 京都大学, 医学研究科, 教授 (80026921)
• Keywords: 骨形成因子 / サイトカイン / 遺伝子組換え / 単離精製 / 大腸菌 / 骨誘導 / 遺伝子導入 / 生物検定

Research Abstract

大腸歯を用いた骨形成因子作製精製法では、チャイニーズハムスター卵巣細胞などの哺乳動物の細胞を利用する方法に比べ、非常に安価で容易に大量生産することが可能である。前年度までに本研究では大腸菌由来骨形成因子に、種々の工夫を凝らした骨形成活性増強法を検定し、臨床応用の際により少量の骨形成因子で大量の骨形成を得る方法を検索した。
今年度われわれは骨形成因子発現アデノウイルスベクターを利用することにより、有効性が高く、安価で、臨床使用に際し、有用な方法を検索した。免疫抑制剤を利用すれば、骨形成因子発現アデノウイルスベクターでの遺伝子導入法は蛋白質を直接使用する方法に比べ、有効性が高いことは明白である。しかし、アデノウイルスベクターの使用により生体内に骨を誘導するために、全身への免疫抑制剤投与を行うことには副作用が生ずる可能性があり、より全身への影響の少ない手法について検討した。前年度までに使用していたタイプコラーゲンをアデノウイルスベクターの担体として使用した場合、ベクターが徐放化され効果が持続するばかりか、免疫反応を抑えることが出来るのではないかと考えた。本年度のラットによる実験結果から、作用機序までは明確に出来なかったが、免疫抑制剤を使用しなくともコラーゲンを使用すれば、本ベクターによる骨誘導が可能であることが確認された。さらに、免疫抑制剤の使用方法について、副作用が少なく、現在臨床で最も一般的に使用されているFK506の全身投与、局所投与での骨誘導能について検索した。その結果、ウイスター系ラットへの短期全身投与および少量局所投与でも十分な骨誘導活性を示すことを確認した。
本年度研究結果により、十分な有効性を示すアデノウイルスベクターを利用した骨形成因子遺伝子導入法による骨形成は臨床応用可能なことが示唆された。

Research Products

• [Publications] Toshikazu Suzuki, Kazuhisa Bessho, et al.: "Regeneration of Defects in the Articular Cartilage in Rabbit Temporomandibular Joints by Bone Morphogenetic Protein-2"British Journal of Oral and Maxillofacial Surgery. 40. 201-206 (2002)
• [Publications] Kazuhisa Bessho, David L. Carnes, et al.: "Experimental Studies on Bone Induction Using Low Molecular Weight Poly (DL-lactide-co-glycolide) as a Carrier for Recombinant Human Bone Morphogenetic Protein-2"Journal of Biomedical Materials Research. 61. 61-65 (2002)
• [Publications] Kenji Kusumoto, Kazuhisa Bessho, et al.: "Osteoinduction by Recombinant Human Bone Morphogenetic Protein-2 in Muscles of Non-human Primates"The Journal of International Medical Research. 30. 251-259 (2002)
• [Publications] Kazuhisa Bessho, Junya Sonobe, et al.: "In Vivo Serial Changes in Bone Induction by E. Coli-derived Recombinant Human Bone Morphogenetic Protein-2."Journal of Musculoskeletal Research. 6. 1-7 (2002)
• [Publications] Jiro Akioka, Kazuhisa Bessho, et al.: "Angioneogenesis around Induced Bone with Recombinant Human Bone Morphogenetic Protein-2 in a Latissim us Dorsi Muscle Flap"Journal of Musculoskeletal Research. 6. 17-21 (2002)
• [Publications] Kazuma Fujimura, Kazuhisa Bessho, et al.: "The Effect of Fibroblast Growth Factor-2 on Osteoinducing Activity of Recombinant Human Bone Morphogenetic Protein-2 in Rat Muscle"Archives of Oral Biology. 47. 577-584 (2002)
• [Publications] Kazuhisa Bessho, Joo L.Ong: "Advances in Skeletal Reconstruction Using Bone Morphogenetic Proteins"The World Scientific Publishing Company. 456 (2002)