高機能改良型Gene Activated Matrixによる骨再生能の評価

2014 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 26870441
• Research Institution: Nagasaki University
• Principal Investigator: 三浦 桂一郎 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 助教 (10634446)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: 骨再生 / Gene Activated Matrix / 口腔外科 / リン酸カルシウム / ナノサイエンス

Outline of Annual Research Achievements

口腔外科領域において、高齢社会の進展に伴い顎骨および歯槽骨の再生はますます重要になってきている。現在、確実で有効な方法は新鮮自家骨移植だが、二次的外科的侵襲を要し採取量に限界があるなどの欠点がある。本研究では、従来の骨移植材料に遺伝子を組み込むことによって骨形成能を向上させた骨再生材料の開発をめざし、Minicircle DNA とナノ粒子リン酸カルシウムとを複合し、これらを高分子足場材料に組み込んだ高機能改良型遺伝子活性化基質（Gene Activated Matrix, GAM）の開発を目的とした。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

現在までに、リン酸カルシウム粒子がナノ化する条件が概ね決まり、形態学的評価には走査電子顕微鏡(SEM)を、結晶学的にはX-ray diffraction(XRD)を用いた。Minicircle DNAとナノ粒子リン酸カルシウムを、animal product freeの非哺乳動物由来のサケ鱗由来のコラーゲン溶液に均質に溶解し、GAMを作製した。
現在は、遺伝子を効率良く選定するため、in vitroで検討を行っている。遺伝子導入はエレクトロポレーション法を用い、導入細胞は、ヒトMSCを用いる。Minicircle DNAに導入する遺伝子は、BMP4、Runx2、FGF2とし、上記遺伝子を単独あるいは組み合わせて導入した細胞を培養し、骨芽細胞への分化能をアルカリフォスファターゼ活性およびオステオカルシン産生量で評価し、最も分化能の高い遺伝子あるいは遺伝子の組み合わせを決定している。

Strategy for Future Research Activity

上記の結果に基き、今後は、高機能改良型GAMをラット頭蓋骨臨界骨欠損に移植し、経時的にCT撮影し、硬組織形成を評価する。埋入後4週および8週に標本を回収し、組織学的に骨形成を評価する。