骨形成因子(BMP)に応答する間葉系細胞を分離し,骨再生に利用する試み

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09557140
• 研究機関: 昭和大学
• 研究代表者: 山口 朗 昭和大学, 歯学部, 助教授 (00142430)
• 研究分担者: 小林 誠 昭和大学, 歯学部, 講師 (80186767) ; 大野 康亮 昭和大学, 歯学部, 助教授 (30112725) ; 阪本 桂造 昭和大学, 歯学部, 教授 (50119195) ; 片岡 裕子 昭和大学, 歯学部, 助手 (60286846) ; 池田 通 昭和大学, 歯学部, 講師 (00211029)
• キーワード: BMP / 骨 / 再生

研究概要

rhBMP-2は強力な骨誘導作用を有するため、骨欠損部修復への臨床応用が期待されている。現在、BMPの適用法としては、BMPと担体の複合体を直接骨欠損部へ移植する方法が主流だが、担体上でBMPによって骨芽細胞への分化を方向づけた細胞を、担体とともに骨欠損部に移植できれば、従来の方法に比べ骨組織をより効率良く誘導できる可能性がある。本研究ではこの可能性を検討するために、実験を行い以下の結果を得た。
(1)BMP(-)PGSで培養した場合、MC3T3-E1細胞ではALP陽性細胞が散在性にみられ、C3H10T1/2細胞ではALP陽性細胞はほとんど認められなかったが、これらの細胞をBMP(+)PGSで培養すると多数のALP陽性細胞が認められた。また、MC3T3-E1細胞をBMP(+)PGSで1週間培養するとBMP(-)PGSの場合に比べてオステオカルシンmRNAの発現が上昇していたが、2週間の培養では両者の差がなくなった。C3H10T1/2細胞ではBMP(-)PGSで2週間まで培養してもオステオカルシンmRNAの発現は検出できなかったが、BMP(+)PGSで培養すると培養1週間から発現が認められた。(2)BMP(-)PGSとBMP(+)PGSにROB細胞を付着させ、各々をラット頭蓋冠骨欠損部へ移植すると、BMP(+)PGSの方がBMP(-)PGSよりX線不透過性が亢進し、組織学的にもより多くの新生骨が形成されていた。
以上結果より、rhBMP-2/PGSを用いて生体外で骨芽細胞前駆細胞を培養し、骨芽細胞へ分化を誘導させ、それを骨欠損部に移植することにより、従来の方法より効率良く骨欠損の修復ができる可能性が示唆された。

研究成果

• [文献書誌] Komori T, Yagi H, Yamaguchi A, et al.: "Targeted disruption of Cbfa1 results in complete lack bone formation owing to the maturation arrest of osteoblasts." Cell. 89. 755-764 (1997)
• [文献書誌] Ishizuya T, Yokose S, Yamaguchi A, et al: "Parathyroid hormone exerts disparate effects on osteoblast differentiation depending on exposure time in rat osteobllastic cells." J.Clin.Invest.99. 2961-2970 (1997)
• [文献書誌] Kawasaki K, Gao Y, Yamaguchi A, et al.: "Osteoclasts are present in gp 130-deficient mice." Endocrinology. 138. 4959-4965 (1997)
• [文献書誌] Nakamura T, Aikawa T, Yamaguchi A, et al.: "Hedgehogs synergiatically promote osteoblast differentiation with BMP-2." Biochem.Biophys.Res.Commun.237. 465-469 (1997)
• [文献書誌] Nishida S, Nakamura T, Yamaguchi A, et al.: "The effect of monoclonal anti-human GP130 antibody on the bone metabolism in normal and ovariectomized rats." Calcif Tissue Int. (in press). (1998)
• [文献書誌] Wada Y, Kataoka H, Yamaguchi A, et al.: "Changes in osteoblast phenotype during differentiation of enzymatically isolated rat calvaria cells." BONE. (in press). (1998)