| 研究課題/領域番号 |
17K10981
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| 研究機関 | 奈良県立医科大学 |
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研究代表者 |
面川 庄平 奈良県立医科大学, 医学部, 教授 (70597103)
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| 研究分担者 |
田中 康仁 奈良県立医科大学, 医学部, 教授 (30316070)
赤羽 学 奈良県立医科大学, 医学部, 准教授 (40326327)
河村 健二 奈良県立医科大学, 医学部, 准教授 (20445076)
清水 隆昌 奈良県立医科大学, 医学部, 助教 (70464667)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 細胞シート / 細胞外マトリックスシート / 液体窒素 / 偽関節 / 成長因子 |
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は、細胞外マトリックス(ECM)シートを用いて、難治性偽関節の治療が可能か否かを実験的に検証することである。ECMシートの作製は、間葉系幹細胞由来の骨形成細胞（OSC)シートを液体窒素処理により殺細胞化して作製した。
第一段階の検証としてECMシートの細胞の生存率は0.2%であること、 ECMシートにはⅠ型コラーゲンが破壊されずに含有されること、ECMシートに骨誘導能はあるが骨形成能は少ないことが予想された。
第二段階として以下を検証した。OCSシートとECMシートにm-PERとプロテアーゼ阻害剤を用いて細胞融解とタンパク質抽出を行なった。ELISA法によりBMP-2, VEGF, bFGFを定量した(n=6/群)。さらに、12週齢Fischer 344 ラット18 匹を使用し偽関節モデルを作成、9匹にECMS2枚を偽関節部に全周性に巻くように移植した。シート移植しない偽関節群とECMS移植群の2群で単純X線、組織像、力学試験により比較した。
結果は以下のとおりである。1)BMP-2は99%( 1シートあたりの平均含有量OCS: 31.2pg, ECM: 30.8pg)、bFGFは75% (OCS: 288pg, ECM: 217pg) VEGFは67%(OCS: 2797pg, ECM: 1869pg)残存した。2)8週での骨癒合率は、OSCシート移植群で100%、ECMシート移植群で14%であった。偽関節群の組織所見は、骨折部の瘢痕形成と骨皮質の萎縮であった。ECMシート移植群は5週でシート内の旺盛な石灰化が観察され、8週で骨性架橋を認めた。力学試験では、平均最大強度が偽関節群:10.3±9.6 N 、ECMシート移植群：45.2±24 Nであった(p=0.008)。平均最大強度はECMS移植群が偽関節群と比較して有意に高値を示した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
ECMシートに含有される成長因子を評価することで、骨形成に関わるたんぱく質、成長因子が維持されることが判明した。この結果は移植実験におけるECMシートの骨形成能保持の根拠となる。今回は同系移植のみでの評価となるが、免疫拒絶が全くない環境では著明な骨形成を確認できた。この結果はECMシートが骨誘導能と骨伝導能を併せ持つマテリアルであること示唆し、今後同種移植や異種移植を行う実験においても偽関節部の骨形成を想定できる。
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| 今後の研究の推進方策 |
ECMシートに骨誘導能と骨伝導能が存在することが判明したが、その抗原性を評価していない。シート内に存在すると考える死細胞にはHLAが残存しており、それが今後同種移植や異種移植において免疫拒絶反応を起こす可能性がある。同種移植においてその骨形成能を評価すること、さらには免疫反応を評価することが今後の課題である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
研究計画の進捗によって研究備品購入に変更が生じたため、最終年で購入し研究を完遂させる予定である。
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