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骨形成因子の機能発現における細胞間マトリックスの役割

研究課題

研究課題/領域番号 05454495
研究種目

一般研究(B)

配分区分補助金
研究分野 機能系基礎歯科学
研究機関北海道大学

研究代表者

久保木 芳徳  北海道大学, 歯学部, 教授 (00014001)

研究分担者 滝田 裕子  北海道大学, 歯学部, 教務職員 (30125330)
藤沢 隆一  北海道大学, 歯学部, 助手 (40190029)
水野 守道  北海道大学, 歯学部, 助手 (10125354)
研究期間 (年度) 1993 – 1994
研究課題ステータス 完了 (1994年度)
配分額 *注記
7,000千円 (直接経費: 7,000千円)
1994年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
1993年度: 5,900千円 (直接経費: 5,900千円)
キーワードBMP / 細胞外マトリックス(ECM) / 担体 / 多孔性アパタイト / 線維性ガラス膜 / 血管阻止構造 / 血管確保構造 / 骨形成 / 骨形成因子 / 線維性コラーゲン膜 / 幾何学的構造
研究概要

サイトカインの一種である骨形成蛋白質(以下BMP)は、骨以外の皮下あるいは筋肉に適切な担体と共に埋植すると異所性に軟骨及び骨の形成を誘導する点で注目をあつめたが、作用発現において、最も興味深い点の1つは、担体を必須とする点であった。我々はこの点に注目し、従来専ら使用されていた担体、すなわちBMPを抽出後の骨の不溶性マトリックス(以下IBM)以外の担体を追求した結果、いくつかの生体由来物質、合成ヒドロキシアパタイト、ガラス線維がBMP担体として有効であることを見いだした。これらのIBM以外のBMPの担体になりうる物質を、(1)線維状、(2)顆粒状、(3)ブロック状に分けて系統的に追求し、その必要条件を検討した結果、BMP担体は単なる薬剤徐放系ではなくその上で間葉細胞が分化、増殖するための細胞支持体であり、外来性の細胞外マトリックスに他ならないことを明らかにした。そのうち代表的な2つの例を挙げるならば、部分精製BMP(BMPカクテル)と複合してラット皮下に埋植した場合、線維状ガラス膜(FGM)と多孔性顆粒状ヒドロキシアパタイト(PPHAP)が最も興味深いものであった。すなわち、FGMの膜内では、専ら軟骨のみが誘導され、骨形成は膜の表面のみに限られていた。その理由は、保留径1μmのガラス線維膜では未分化間葉細胞は進入出来るが、毛細血管は進入できないため(血管阻止構造)であり、他方PPHAPにおいては軟骨は全く出来ず、気孔の内外に専ら骨のみが誘導されたが、その理由は、PPHAPの個々の顆粒内の連続性空洞(血管確保構造)が存在するためであり、旺盛な血管進入が骨形成を導くものと解釈された。本研究は、マトリックスの立体幾何学的性質が細胞分化を支配する最初の明確な証明であり、今後、組織の再建や人工臓器の開発において不可欠の原理になると考えられる。

報告書

(3件)
  • 1994 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1993 実績報告書
  • 研究成果

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  • [文献書誌] Kuboki,Y.: "Two distinctive BMP-carriers induce zonal chondrogenesis and membranous ossification,respectively." Connect.Tissue Res.(in press).

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  • [文献書誌] Hashimoto,Y.: "Effect of BMP on the diferentation of bone maorrow stromal cells into osteoblasts in a collagen-gel culture." Jpn.J.Oral Biol.(in press).

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  • [文献書誌] Zhou,H.Y.: "Stimulation by bone sialoprotein of calcification in osteoblast-like MC3T3-E1 cells." Calcif Tissue Int. (in press).

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  • [文献書誌] Takita,H.: "Conformational changes of bovine bone osteonectin induced by interaction with calcium." Calcif Tissue Int. (in press).

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  • [文献書誌] Kuboki,Y.: "Characteristic changes of reducible collagen cross-links to the hard tissue pattern in turkey tendon upon calcification." J.Hard Tissue Biol.3. 21-28 (1994)

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  • [文献書誌] Fujisawa,R.: "In vitro and in vivo association of dentin phosphophoryn with α1CB6 peptide of type 1 collagen." Connect. Tissue Res.31. 1-10 (1994)

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  • [文献書誌] Iida,S.: "Bone formation in osteoporotic rats,reduced of bone norphogenetic protein(BMP) ascribed to the suppressed osteoblast differentiation." Jpn.J.Oral Biol.36. 249-262 (1994)

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  • [文献書誌] Hasegawa,T.: "The effect of the extracellular matrix on differentiation of bone marrow stromal cells to osteoblasts." Jpn.J.Oral Biol.36. 383-394 (1994)

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  • [文献書誌] Missana,L.: "Comparative histological studies of bone and cartilage formations induced by various BMP-carrier composites." Jpn.J.Oral Biol.36. 9-19 (1994)

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  • [文献書誌] Taira,T.: "A new method for in vitro calcification using acrylamide gel and bovine serum." Connect.Tissue Res.(in press).

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  • [文献書誌] Iijima,M.: "In vitro crystal growth of octacalcium phosphate on type I collagen fiber." J.Crystal Growth. 137. 553-560 (1994)

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  • [文献書誌] Iijima,M.: "Oriented growth of octacalcium phosphate crystals on type I collagen fibrils under physiological conditions." J.Crystal Growth. 140. 91-99 (1994)

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  • [文献書誌] 伊藤豊: "歯周治療へのBone morphogenetic protein(BMP)の応用に関する研究-リコンビナントBMP配合コラーゲン膜による骨形成の観察-" 日歯周誌. 36. 56-66 (1994)

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  • [文献書誌] 松本敦至: "Bone morphogenetic protein配合のコ-ゲン線維膜による骨誘導に関する病理組織学的研究" 日歯周誌. 36. 149-161 (1994)

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  • [文献書誌] 斉藤彰: "Bone morphogenetic protein(BMP)による水平性骨欠損部の再生療法の研究" 日歯周誌. 36. 810-822 (1994)

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  • [文献書誌] Shigenobu,K.: "Localization of bone morphogenetic protein-induced bone and cartilage formation on a new carrier." Ann.Chir.Gynaecol.82. 85-90 (1993)

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  • [文献書誌] Kuboki,Y.: "Amino-terminal location of pyridinoline in dentin collagen." Connect.Tissue Res.29. 87-98 (1993)

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  • [文献書誌] Fujisawa,R.: "Differences in composition of cell-attachment sialoproteins between dentin and bone." J Dent.Res.72. 1222-1226 (1993)

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  • [文献書誌] Sasano,Y: "BMPs induce direct bone formation in ectopic sites independent of the endochondral ossification in vivo." The Anatomical Record. 236. 373-380 (1993)

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  • [文献書誌] Wada,Y.: "A simple method to survey proteins which affect in vitro mineralization." Jpn.J.Oral Biol.35. 439-442 (1993)

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  • [文献書誌] kuboki, Y.: "Two distinctive BMP-carriers induce zonal chondrogenesis and membranous ossification, respectively." Connect.Tissue Res.(in press).

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  • [文献書誌] Hashimoto, Y.: "Effect of BMP on the differentiation of bone marrow stromal cells into osteoblasts in a collagen-gel culture." Jpn.J.Oral Biol.(in press).

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  • [文献書誌] Zhou, H-Y.: "Stimulation by bone sialoprotein of calcification in osteoblast-like MC3T3-E1 cells." Calcif Tissue Int. (in press).

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  • [文献書誌] Takita, H.: "Conformational changes of bovine bone osteonectin induced by interaction with calcium." Calcif Tissue Int. (in press).

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  • [文献書誌] Kuboki, Y.: "Characteristic changes of reducible collagen cross-links to the hard tissue pattern in turkey tendon upon calcification." J.Hard Tissue Biol.3. 21-28 (1994)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Fujisawa, R.: "In vitro and in vivo association of dentin phosphophoryn with alpha 1CB6 peptide of type I collagen." Connect.Tissue Res.31. 1-10 (1994)

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  • [文献書誌] Iida, S.: "Bone formation in osteoporotic rats, reduced effect of bone morphogenetic protein (BMP) ascribed to the suppressed osteoblast differentiation." Jpn.J.Oral Biol.36. 249-262 (1994)

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  • [文献書誌] Hasegawa, T.: "The effect of the extracellular matrix on differentiation of bone marrow stromal cells to osteoblasts." Jpn.J.Oral Biol.36. 383-394 (1994)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Missana, L.: "Comparative histological studies of bone and cartilage formations induced by various BMP-carrier composites" Jpn.J.Oral Biol.36. 9-19 (1994)

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  • [文献書誌] Taira, T.: "A new method for in vitro calcification using acrylamide gel and bovine serum." Connect.Tissue Res.(in press).

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Iijima, M.: "In vitro crystal growth of octacalcium phosphate on type I collagen fiber." J.Crystal Growth. 137. 553-560 (1994)

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  • [文献書誌] Iijima, M.: "Oriented growth of octacalcium phosphate crystals on type I collagen fibrils under physiological conditions." J.Crystal Growth. 140. 91-99 (1994)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ito, Y.: "A study of the application of bone morphogenetic protein (BMP) to periodontal regenerative therapy." J.Jpn.Ass.Periodont.36. 56-66 (1994)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Matsumoto, A.: "A histological study of bone induction by bone morphogenetic protein combined with fibrous collagen membrane" J.Jpn.Ass.Periodont.36. 149-161 (1994)

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  • [文献書誌] Saito, A.: "A study of periodontal regenerative therapy using BMP in horizontal bone defects." J.Jpn.Ass.Periodont.36. 810-822 (1994)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shigenobu, K.: "Localization of bone morphogenetic protein-induced bone and cartilage formation on a new carrier." Ann.Chir.Gynaecol. 82. 85-90 (1993)

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  • [文献書誌] Kuboki, Y.: "Amino-terminal location of pyridinoline in dentin collagen." Connect.Tissue Res.29. 99-110 (1993)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Fujisawa, R.: "Differences in composition of cell-attachment sialoproteins between dentin and bone." J.Dent.Res.72. 1222-1226 (1993)

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  • [文献書誌] Sasano, Y.: "BMPs induce direct bone formation in ectopic sites independent of the endochondral ossification in vivo." The Anatomical Record. 236. 373-380 (1993)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Wada, Y.: "A simple method to survey proteins which affect in vitro mineralization." Jpn J.Oral Biol.35. 439-442 (1993)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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  • [文献書誌] Kuboki,Y.: "Two distinctive BMP-carriers induce zonalchondrogenesis and membranous ossification,respectively." Connect.Tissue Res.(in press).

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      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Hashimoto,Y.: "Effect of BMP on the differentiation of bone marrow stromal cells into osteoblasts in a collagen-gel culture." Jpn.J.Oral Biol.(in press).

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      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Zhou,H.Y.: "Stimulation by bone sialoprotein of calcification in osteoblast-like MC3T3-E1 cells" Calcif tissue Int. (in press).

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      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Takita,H.: "Conformational changes of bovine bone osteonectin induced by interaction with calcium." Calcif Tissue Int. (in press).

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      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Kuboki,Y.: "Characteristic changes of reducible collagen cross-links to the hard tissue pattern in turkey tendon upon calcifi." J.Hard Tissue Biol.3. 21-28 (1994)

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      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Fujisawa,R.: "In vitro and in vivo association of dentin phosphophoryn with α1CB6 peptide of type 1 collagen." Connect.Tissue Res.31. 1-10 (1994)

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      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Iida,S.: "Bone formation in osteoporotic rats,reduced effect of bone morphogenetic protein(BMP)ascribed to the suppressed osteoblast differentiation." Jpn.J.Oral Biol.36. 249-262 (1994)

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      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Hasegawa,T.: "The effect of the extracellular matrix on differentiation of bone marrow stromal cells to osteoblasts." Jpn.J.Oral Biol.36. 383-394 (1994)

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      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Missana,L.: "Comparative histological studies of bone and cartilage formations induced by various BMP-carrier composites." Jpn.J.Oral Biol.36. 9-19 (1994)

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  • [文献書誌] Taira,T.: "A new method for in vitro calcification using acrylamide gel and bovine serum." Connect.Tissue Res.in press.

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      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Iijima,M.: "In vitro crystal growth of octacalcium phosphate on type I collagen fiber." J.Crystal Growth. 137. 553-560 (1994)

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      1994 実績報告書
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      1994 実績報告書
  • [文献書誌] 伊藤 豊: "歯周治療へのBone morphogenetic protein(BMP)の応用に関する研究-リコンビナントBMP配合コラーゲン膜による骨形成の観察-" 日歯周誌. 36. 56-66 (1994)

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  • [文献書誌] 松本 敦至: "Bone morphogenetic protein配合のコラーゲン線維膜による骨誘導に関する病理組織学的研究" 日歯周誌. 36. 149-161 (1994)

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      1994 実績報告書
  • [文献書誌] 斉藤 彰: "Bone morphogenetic protein(BMP)による水平性骨欠損部の再生療法の研究" 日歯周誌. 36. 810-822 (1994)

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      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Shigenobu,K.: "Localization of bone morphogenetic protein-induced bone and cartilage formation on a new carrier." Ann.Chir.Gynaecol.82. 85-90 (1993)

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      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Kuboki,Y.: "Amino-terminal location of pyridinoline in dentin collagen." Connect.Tissue Res.29. 87-98 (1993)

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      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Fujisawa,R: "Differences in composition of cell-attachment sialoproteins between dentin and bone." J.Dent.Res.72. 1222-1226 (1993)

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      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Sasano,Y: "BMPs induce direct bone formation in ectopic sites independent of the endochondral ossification in vivo." The Anatomical Record. 236. 373-380 (1993)

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      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Wada,Y.: "A simple method to survey proteins which affect in vitro mineralization." Jpn.J.Oral Biol.35. 439-442 (1993)

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  • [文献書誌] 久保木芳徳: "コラーゲン線維の生化学" 医学のあゆみ. 165. 363-366 (1993)

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      1994 実績報告書
  • [文献書誌] 久保木芳徳: "骨再建の原理" 歯科ジャーナル. 38. 397-407 (1993)

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      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Kuboki,Y.: "Amino-Terminal Location of Pyridinoline in Dentin Collagen." Connective Tissue Research. 29. 87-98 (1993)

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      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Fujisawa,R.: "Differences in composition of cell-attachment sialoproteins between dentin and bone." J.Dent.Res.72. 1222-1226 (1993)

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      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Sasano,Y.: "BMPs induce direct bone formation in ectopic sites independent of the endochondral ossification in vivo." The Anatomical Record. 236. 373-380 (1993)

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      1993 実績報告書
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      1993 実績報告書
  • [文献書誌] 久保木芳徳: "コラーゲン線維の生化学" 医学のあゆみ. 165. 363-366 (1993)

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  • [文献書誌] 久保木芳徳: "骨再建の原理" 歯科ジャーナル. 38. 397-407 (1993)

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      1993 実績報告書

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公開日: 1993-04-01   更新日: 2016-04-21  

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