顎骨再生を目的とした顎骨骨髄由来間質細胞の骨形成能マーカーの探索とメカニズム分析

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 22K17095
• Research Institution: Kagoshima University
• Principal Investigator: 駒走 尚大 鹿児島大学, 医歯学域歯学系, 助教 (00878267)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 顎骨骨髄由来間質細胞 / MBMSC / 骨再生 / 骨形成マーカー

Outline of Annual Research Achievements

骨増生治療を成功させるためには、移植前に細胞の持つポテンシャルを把握しておくことが求められるが、これまでは明確なエビデンスがないままに治療が行われている。また、間葉系幹細胞（Mesenchymal Stem Cells：MSCs）による骨再生治療は長らく研究されてきたが、生体内での骨形成能を見極める絶対的な指標は見つかっていない。そこで、MSCsが初期培養時に細胞外へ分泌するタンパク質が、骨形成能の判定に使用できるのではないかと考え、顎骨骨髄由来間質細胞（Maxillary/Mandibular Bone Marrow Stromal Cells：MBMSCs）が細胞外に分泌する骨形成能の指標となりえるタンパク質を同定することを目指す。
これまでの研究活動よりMBMSCsの培養上清中のCHI3L1が培養早期におけるMBMSCsの骨形成能ネガティブマーカーとして活用できる可能性があることが分かり、そのメカニズムを解明しようとしたが、ヒトから採取したMBMSCsは有限であり、メカニズムを解明するには細胞数が足りない。
そこで、新たなMBMSCsを複数株用いて骨形成能予測マーカーの探索を行うこととした。まず、今回使用するMBMSCsのin vivoでの骨形成能を評価する必要があるため、MBMSCsを骨補填材と混和して移植体を作製し、免疫抑制マウスの頭部骨骨膜下に移植した。８週間後に移植部位を含む組織を回収し、HE染色を行った。
今後はHE染色を行った組織切片より新生骨量を測定し、Proteome Profiler抗体アレイキットやELISA法を用いて高い骨形成能、または低い骨形成能を有するMBMSCsが分泌するそれぞれのタンパク質を同定する予定である。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

CHI3L1やその他のタンパク質で、その分泌量とin vivoでの関連性をみてきたMBMSCの細胞量が足りなくなってきたため、新たなMBMSCを研究に使用する必要がある。現在はどのMBMSCがどのくらいin vivoでの骨形成能を有しているかの確認を行っている。そのため、MBMSCsが細胞外に分泌する骨形成能の指標となりえるタンパク質を同定し、同タンパク質がMBMSCsや周辺の組織に及ぼす影響やそのメカニズムを明らかにするまでには至っていない。

Strategy for Future Research Activity

新たなMBMSCsの移植実験、切片製作までは行っており、今後新生骨の計測を行う。これにより各MBMSCsの骨形成能が判断でき、購入済みのProteome Profiler抗体アレイキットやELISA法を用いて高い骨形成能、または低い骨形成能を有するMBMSCsが分泌するそれぞれのタンパク質を同定する。

Causes of Carryover

使用予定であった細胞数が足りなかったため、新たなMBMSCsの移植実験を行った。そのため、実験に遅れがでたため、当初の計画で購入予定であった一般試薬、抗体アレイ・ELISAキット、切片の免疫染色時やウェスタンブロッティング時の抗体の購入が遅れており、次年度使用額が生じた。今年度購入予定であった一般試薬やキット等を購入予定である。