Fracture treatment intervention targeting Wnt10a

2021 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19K09587
• Research Institution: University of Occupational and Environmental Health, Japan
• Principal Investigator: 王 克ヨン 産業医科大学, 教育研究支援施設, 准教授 (30369053)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 骨再生 / 創傷治癒 / BMP-2 / Wnt10a / 人工骨 / 線維芽細胞

Outline of Annual Research Achievements

過去二年間我々は目的である検証１）形態学・組織学的な評価と検証２）修復部位 特異的な発現遺伝子の解析を行った。WT群に比しKO群では、海綿骨量減少と骨形成能低下の所見であった。KO群の骨髄細胞における、Col1a1、Osteocalcin、PPARγのmRNA発現が低値であった。Wnt10a遺伝子欠損により、生体内では骨形成能の低下に伴い、皮質骨の修復が遅延し、骨膜修復遅延や仮骨形成不全も認めた。過去の成果を踏まえて、Wnt10aは骨膜の修復や仮骨の形成、皮質骨の修復に対して重要な役割があることが示唆された。今年度（2021年度）は、計画していた検証３）Wnt10aの発現を促進する物質を含む人工骨の補充による骨折治癒過程の変化についての検証を行った。Wnt10aそのものの試薬は販売されていないため、今回の研究では我々はBMP-2 recombinant protein、骨形成タンパク質2（BMP-2）を使用した。BMP-2が骨折治癒過程においてWNT10Aの発現と骨再生への影響を検証するため、野生型マウスの大腿骨の骨幹部にドリルで径1.0 mm の穴をあけ、2～10μｇのBMP-2を含まれている人工骨（β―TCA多孔体人工骨）を挿入し、術後1、2、3、4週にmicro-CT検査で仮骨形成や皮質骨修復の状況について評価を行った結果、BMP-2添加群が無添加群より有意に骨量が増えており、仮骨形成や皮質骨修復に対する促進作用が確認できた。特に骨折治癒過程の早期、骨膜周囲の線維芽細胞の増殖が促進され、BMP-2添加によるWnt10aの発現も有意に増強された。我々は以前の研究で、Wnt10aが線維芽細胞の増殖の促進物質であり、創傷治癒に対し有効に働くことを証明しているが、本研究ではさらに、仮骨形成や皮質骨修復に対して、BMP-2がWnt10aを介して促進効果を示すことが示唆された。