ラット軟骨全層欠損モデルの修復過程におけるBMP-2/4の発現と局在

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12671425
• Research Institution: Kumamoto University
• Principal Investigator: 中村 英一 熊本大学, 医学部・附属病院, 助手 (70274719)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 水田 博志 熊本大学, 医学部, 助教授 (60174025)
• Keywords: 関節軟骨 / 骨形成因子 / 軟骨細胞

Research Abstract

関節軟骨全層欠損部の修復過程における骨形成因子(Bone Morphogenetic Protein:BMP)-2/4の関与について、6週齢Wister系ラットの大腿骨膝蓋溝に作成したV字状関節軟骨全層欠損モデルを用いて検討した。
術後1週では欠損部は紡錘形の未分化な細胞で充填され、欠損部深層での骨形成の進行に伴い、この未分化な細胞は多角形或いは類円形の細胞へと変化し、術後2週では修復組織の表面は隣接関節軟骨と同じ高さまで達し、また欠損部の軟骨下骨は隣接する軟骨下骨と同じ高さに達し、新生骨直上にはサフラニン-O及びII型コラーゲン陽性基質に囲まれた球状の軟骨細胞が出現した。術後3〜4週では軟骨層は上行し、修復組織全体の基質はサフラニン-O及びII型コラーゲン陽性となり、また隣接関節軟骨に類似した組織構築がみられるようになった。術後6〜8週では大部分の欠損部修復組織には硝子様軟骨細胞を有する隣接関節軟骨とほぼ同様な組織構築を回復していた。基質のサフラニン-O及びII型コラーゲン染色性はそれまでの時期と同様に継続して観察された。抗BMP-2/4を用いた免疫染色では欠損部作成後初期には上記の未分化な細胞や軟骨様細胞、特に修復組織底部の新生骨領域の細胞にその発現を強く認め、術後6〜8週では底部周囲の染色性は低下していた。組織学的スコア(Pineda らの評価法を一部改変:14点満点)は術後1、2、3、6、8週で各々4.1±0.57点、9.3±1.57点、10.8±0.97点、11.7±2.00点、11.9±2.33点、11.9±2.08点と経過とともに改善していた。以上の結果はBMP-2/4が関節軟骨全層欠損部の修復過程初期から未分化細胞の増殖・分化と密接に関連することを示唆しており、今後遺伝子レベルでの個々の細胞におけるBMP-2/4の発現等について検討していく予定である。