骨膜下移植におけるHAPおよびβ-TCPブロック周囲の骨形成の遺伝子レベルの解析

2006 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17592013
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 堀内 留美 北海道大学, 病院, 助手 (10374274)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 横山 敦郎 北海道大学, 大学院歯学研究科, 教授 (20210627) ; 野田坂 佳伸 北海道大学, 大学院歯学研究科, 助手 (30184005) ; 山本 悟 北海道大学, 大学院歯学研究科, 助手 (10344524)
• Keywords: 移植・再生医療 / 細胞・組織 / 歯学 / マイクロアレイ

Research Abstract

研究目的:これまでin vivoで検討してきたHAPおよびβ-TCPブロック周囲の特徴的な骨形成メカニズムにおいて、どのような遺伝子が発現しているかをDNAマイクロアレイを用いて検索し、この方法で骨形成を評価し、HAPおよびβ-TCPブロックを用いた新しい顎堤挙上材料の開発を進める。
本年度は、DNAマイクロアレイを用いて、HAPおよびβ-TCPブロックを使用した培地上での初期の骨形成メカニズムについて検討した。
HAPおよびβ-TCPの緻密体ブロックを、細胞培地として用い、ポリスチレンディッシュをコントロールとした。Maniatopolusの方法に準じて初代培養したラット骨髄細胞をそれぞれの培地に播種し、1、3、5日培養後、細胞を回収した。回収した細胞からTotal RNAを抽出し、RatオリゴDNAマイクロアレイキットを用いてcRNAの調整、ラベリング後、ハイブリダイズした。洗浄後、蛍光強度を測定し、得られた結果をGene Spring software(Agilent社製)を用いて解析した。
その結果、HAPおよびβ-TCP培地上で培養した細胞に見られる遺伝子の中で、コントロール群に対して高い再現性で2倍以上の発現が見られる遺伝子について考察すると、apoptosis group、bone formation or resorption-related group、cell cycle regulated group、transcription groupなどにおいて、HAPおよびβ-TCPそれぞれに特徴的に変動する遺伝子群が認められた。
また、培地上で増殖した細胞と培地との界面における相違を観察するために、SEMを用いて、超微細構造学的観察を行ったところ、HAPおよびβ-TCPともに細胞が培地と接着し、細胞数は経時的に増加していることが確認された。
これらの結果は、HAPおよびβ-TCPブロック周囲の初期の骨形成メカニズムを解明する上で重要な示唆を与えるものと考えられる。