| 研究概要 |
BMP(骨誘導蛋白)は骨芽細胞の初期分化や細胞外マトリックスの合成を促進しており,骨形成において中心的な役割を果たしていることが示唆されている。またBMPは頭蓋や体肢の骨の形態を決定するHox,CBFA-1などのホメオボックス遺伝子の発現を促進し,顎骨の形態形成を制御しており,骨形成においてBMPを中心にした,細胞の分化増殖,骨の形態形成,細胞外マトリックスに至る遺伝子カスケードを形成しているものと考えられる。
材料には体重約200gのWistar系ラットを用い,下顎角部に骨折を形成した。1,2,4,5,7,14日に固定を行い,パラフィン切片とし,TGF-β,BMP,CBFA-1,Noggin,BMP receptor type IA,type IB,TGF-β receptor type I,type IIを用いてin situ Hybridizationを行い,signalの局在を観察した。
BMPの遺伝子発現は,骨折後1日目では凝結組織周囲の結合組織のfibroblast-like cellおよび筋組織の結合組織細胞に観察され,この発現は骨折後2日目ではより強かった。骨折後3日目では線維化が開始され,線維芽細胞の発現は最も強かった。骨折後4日目以後では,軟骨形成とともに軟骨芽細胞,増殖期および休止期軟骨細胞に認められたが,肥大期軟骨細胞には発現は認められなかった。また骨吸収部では破骨細胞にも強い発現が観察された。骨折後7〜14日目では骨形成が盛んに行われ,骨芽細胞は強い発現を示したが,ほぼ骨性治癒が得られた骨折後21日目以後では,細胞成分はほとんど反応を示さなかった。
BMPR-IBを用いた発現は,BMPR-IAとほぼ同様の局在を示したが,骨折後3日目まではBMPR-IBを用いた発現は-IAによる反応よりも弱く,骨形成期,軟骨形成期に一致して-IBの発現が強く認められた。
TGF-βとそのreceptorは同じ局在を示した。骨形成部位においては前骨芽細胞よりも骨芽細胞に強い発現芽観察された。
CBFA-1およびNogginはBMPよりも遅い時期に発現した。CBFA-1の発現は骨形成部位とくに骨芽細胞,Nogginは間葉細胞や軟骨細胞にみられた。
以上のことから,BMPは骨折治癒過程においてreceptorを介し,骨芽細胞や軟骨細胞の初期分化を促進するのみならず,破骨細胞を刺激して,骨吸収においても重要な役割を果たすものと考えられた。またCBFA-1およびNogginの遺伝子発現はBMPによって誘導されるものと考えられた。
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