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口唇裂・口蓋裂患者における裂隙閉鎖術後の瘢痕組織はその強い瘢痕鈎縮により、上顎骨劣成長や上顎歯列弓狭窄をもたらし、その結果患者は重篤な不正咬合を呈する。本研究は、TGF-βのシグナル伝達因子であるSmad3のノックアウトマウスおよびSmad3を標的遺伝子としたRNAi法を用いることで創傷治癒過程における瘢痕形成メカニズムを分子レベルで解明し、瘢痕形成抑制法に発展させることを目的として実験を行った。
新生野生型およびSmad3ノックアウトマウス由来の上皮細胞と線維芽細胞の初代培養をそれぞれ行い、上皮細胞の遊走能抑制ならびに線維芽細胞における炎症関連因子であるTGF-β1、MCP-1、MIP1α発現をTGF-β1存在下で検討した。結果、上皮細胞の遊走能はSmad3ノックアウトマウスにおいて著しく亢進し、このことよりSmad3を欠失させた上皮細胞の創傷治癒促進能が示唆された。一方、線維芽細胞におけるTGF-β1、MCP-1、MIP1α発現はともに優位に減少した。さらにコラーゲンゲルを用いた線維芽細胞の3次元培養では、TGF-β1存在下でのゲル収縮率がSmad3ノックアウト由来細胞では優位に減少した上に、α-SMAの発現も野生型と比較し著しく減少していた。これよりSmad3ノックアウトマウスにおける炎症性細胞浸潤の減少の要因がin vitroにおいても確認され、またSmad3が欠失することで線維芽細胞の筋線維芽細胞への分化が抑制され、それに続き瘢痕組織形成抑制効果をもたらすことが示唆された。
現在、瘢痕形成抑制のための遺伝子医薬開発を目的として、Smad3 siRNAをアテロコラーゲンをデリバリーとして、皮膚や口蓋に局所投与し、直後に同部位へ創傷を作製することで、創傷治癒に関わる分子の免疫組織化学的な解析を進めている。
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