2017 Fiscal Year Annual Research Report
Establishment of a new method for regeneration of hard tissue using stem cells
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16K20543
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| Research Institution | Showa University |
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Principal Investigator |
松本 光史 昭和大学, 歯学部, 兼任講師 (50736486)
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2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 骨 / BMP / LPS / 異所性骨形成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
BMP (bone morphogenetic protein)は、筋組織に埋入すると異所性の骨形成を誘導することから，骨欠損修復治療に応用可能なタンパクとして注目を集めてきた。しかし高価なため、少量のBMPで効果的に骨形成を実現する新たな手法が求められている．また，口腔内の術中・術直後に起こりうる細菌感染が骨形成能に対していかなる影響を及ぼすかについても理解する必要がある．我々はTGF-β1が BMP-2の異所性骨形成能を強力に促進する一方，菌体や，菌体成分であるLPSがそれを抑制することを見いだした。（1）骨形成促進物質の探索：5μgのヒトBMP-2と、活性促進候補物質（TGF-β1など）を含むコラーゲンスポンジを作製し、マウスの後背筋膜下に埋入した。1～14日後、形成された組織塊を摘出し、μCTによる骨量形態測定、組織形態計測、細胞培養、および遺伝子発現解析に供試した。（2）菌体・LPSの影響：（1）のスポンジに、死菌体またはLPSを混合し、野生型、TNF-α欠損、またはIL-1α/β二重欠損マウスに埋入し、同様の解析をおこなった。TGF-beta1はBMP-2が誘導する異所性骨の体積を約5倍に増加させた。解析の結果、TGF-β1の添加により骨芽細胞数と軟骨細胞数が増加し、破骨細胞数が半減していた。一方、菌体やLPSによって骨体積は、50％以下に減少した。LPSは、TNF-α欠損マウスにおける異所性骨形成を抑制したが、IL-1α/β欠損マウスでは抑制しなかった。さらに、異所性骨形成初期の組織から回収した培養細胞にIL-1βを添加すると、細胞の増殖が抑制されたため、LPSの骨形成抑制作用はIL-1βを介していることが判明した。TGF-β1はBMP-2による骨形成効率の向上や治療コストの軽減もたらすことが期待される。また、細菌やLPSは骨形成を阻害するものの、IL-1βの抑制によりそれを回避できる可能性がある。
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Research Products
(1 results)
