間葉系幹細胞の増殖能をもつ塩基性抗菌ペプチドJH8194の固定化と骨分化能の解析

2009 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20390499
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 二川 浩樹 Hiroshima University, 大学院・医歯薬学総合研究科, 教授 (10228140)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 牧平 清超 広島大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 准教授 (80304450)
• Keywords: 塩基性ペプチド / チタン / インプラント / 骨芽細胞 / 多孔質

Research Abstract

塩基性抗菌ペプチド固定化チタンおよび多孔質チタンについて骨芽細胞の骨分化を,分化マーカーを指標にin vitroでの検討を行った結果,以下の知見を得た。
可溶性JH8194が,骨芽細胞分化マーカー遺伝子の発現に与える影響について検討した結果,可溶性JH8194は,JH8194を添加しない場合と比較して,MC3T3-E1細胞におけるRunx2, Osterix,およびOPN mRNAの発現を促進した。一方、β-actin mRNAの発現には影響を与えなかった。可溶性JH8194による分化マーカーの発現は,コントロールと比較して2～4倍程度であった。これに対して,JH8194固定化チタンの場合,20μMのJH8194で固定化処理したJH8194固定化チタンが非常に効果的に分化マーカーの発現を誘導できることが明らかとなった。特にコントロールチタンおよびブロッキングチタンと比較して,MC3T3-E1細胞におけるRunx2, OsterixおよびOPN mRNAの発現を著しく促進し,約20～40倍の分化マーカーの発現を認めた。一方,すべてのチタンは,β-actin mRNAの発現に影響を与えなかった。
オッセオインテグレーションを考えた場合,多孔質チタンを用いることによって骨との接触面積を増加させ,より高い予後が期待できる可能性がある.ただし,骨芽細胞はチタンの表面粗さによって増殖や分化に影響を受けることが報告されている.したがって,多孔質における骨細胞への至適条件の検討を行った.その結果,多孔質チタン表面では,処理方法によってはコントロールに比べて分化を促進する試料もみられ,特に気孔率50%孔径185μmの場合に非常に高い分化促進がみられ,ントロールの約4倍程度の発現を認めた.
以上の結果より,JH8194を固定化することおよびチタン表面を多孔質に加工することで,骨芽細胞の分化を促進することが可能となることが明らかとなった。