培養骨膜幹細胞移植による顎骨再生に関する研究

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15592109
• 研究機関: 岡山大学
• 研究代表者: 植野 高章 岡山大学, 大学院・医歯学総合研究科, 助手 (60252996)
• 研究分担者: 香川 智正 岡山大学, 医学部・歯学部附属病院, 助手 (80346444) ; 中村 浩彰 岡山大学, 大学院・医歯学総合研究科, 助教授 (50227930)
• キーワード: ラット骨膜細胞 / 培養細胞 / 細胞移植 / 骨形成能

研究概要

骨膜は骨を覆う線維性結合組織で骨折や成長過程での骨形成に重要な役割を果たす。この骨膜には骨組織や筋肉組織を形成する組織幹細胞が豊富に存在することが知られている。本研究では、ラット頸骨から採取した骨膜由来細胞をDMEM(10%FBS)液で14日間培養し、増殖させた後に2%トリプシン処理後に細胞を剥離し、再度アテロコラーゲンDish上で7日間培養し、骨膜細胞コラーゲン複合体を作成した。これをネンブタール麻酔下の7週齢SDラットの頭蓋骨に人工的に作成したCritical Sized骨欠損部にXenogenic Graftを行った。移植後は免疫抑制剤FK5061.0mg/kg/dayを筋肉内投与して、移植後、7,14,21日目に摘出し、軟X線写真、組織形態学的観察を行い骨膜の組織幹細胞の骨形成能の検討を行った。その結果、移植後7日目には移植ヒト骨髄培養細胞はPCNA陽性の増殖像を示した。さらにこれらの増殖細胞は骨形成因子BMP-4を発現し移植後14日目までに一部は軟骨芽細胞に分化した。これら軟骨細胞は2型コラーゲンおよびアルシアンブルー産生が観察された。軟骨には移植後14から21日目にかけて血管内皮細胞誘導因子VEGFの発現が観察され、軟骨への血管侵入から軟骨内骨化様式にて骨形成が組織形態学的に確認された。同時に軟X線写真では欠損の中心部から石灰化像が観察され、この石灰化は経時的に拡大した。これらの所見からラット培養骨膜細胞は移植組織内で骨形成能を持つことが証明され、培養骨膜細胞移植による骨再生術は臨床的にきわめて侵襲の少ない有効な手法となりうる可能性が強く示唆された。今後は、この骨形成幹細胞を骨膜細胞の中から選択的に培養を行う超選択的培養法や、骨形成因子BMP-4の遺伝子導入などを用いての効率的な骨再生術式の確立に発展させる予定である。

研究成果

• [文献書誌] Ueno T, Kagawa T, Kanou M: "Pathological change of articular cartilage in the mandibular head treated with immunosuppresant FK506"Histology and Histopathology.. 19(1). 15-21 (2004)
• [文献書誌] Ueno T, Kagawa T, Kanou M: "Immunolocalization of Vascular Endotherial Growth Factor (VEGF) during Heterotopic Bone Formation Induced from Grafted Periosteum"Annals of Plastic Surgery. 50(in press). (2004)
• [文献書誌] Sawaki K., Yoshimoto T., Ueno T: "Mortality of human epidermal keratinocytes in co-culture with oral squamous cell carcinoma cells"Anticancer Research.. 23(1A). 79-84 (2003)
• [文献書誌] Ueno T, Kagawa T, Kanou M: "Immunohistochemical observation of cellular origin and proliferation in endochondral bone formation from rafted periosteum"Journal of CranioMaxillofacial Surgery. 31(6). 356-361 (2003)
• [文献書誌] Ueno T, Kagawa T, Kanou M: "Regeneartion of Mandibular Head from Grafted Periosteum"Annals of Plastic Surgery. 51(1). 77-83 (2003)
• [文献書誌] Ueno T, Kagawa T, Kanou M: "Pathology of the temporomandibular joint of patients with rheumatoid arthritis. -Case reports of secondary amyloidosis and macrophage populations"Journal of CranioMaxillofacial Surgery. 31(4). 252-256 (2003)