カイコウイルス多角体を用いたＢＭＰ－２固定化徐放製剤による新規骨再生療法の確立

2013 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 23593002
• 研究機関: 神奈川歯科大学
• 研究代表者: 大見 寧 神奈川歯科大学, 大学院歯学研究科, 助教 (10318892)
• 研究分担者: 松本 剛一 神奈川歯科大学, 大学院歯学研究科, 准教授 (60199867)
• キーワード: 骨再生治療 / バイオマテリアル / BMP-2 / 多角体 / コラーゲンスポンジ / 徐放

研究概要

カイコ（Bombyx mori）サイポウイルスの粒子は多角体と呼ばれるマイクロメートルサイズのタンパク質結晶に包埋されており、長期間ににわたって過酷な環境条件で感染性を保つことができる。近年この多角体の顕著な安定性が、組織工学のためのサイトカイン徐放剤のキャリアーに応用できる可能性が明らかにされた。本研究では、多角体に包埋された骨形成因子であるbone morphogenetic protein-2（BMP-2）を用いて、自然治癒不可能な大きさの骨欠損を完全に治癒できることを示した。研究方法は、吸収性のコラーゲンスポンジにBMP-2を包埋した多角体、あるいはBMP-2タンパク質を含浸させたものをラットの頭蓋骨々欠損部に移植して骨の再生効果を検討した。その結果、吸収性コラーゲンスポンジにBMP-2を含浸させた場合は、移植初期にBMP-2の放出が急激に起こり、徐放性に劣るため、骨欠損の完全な治癒がみられなかった。これは、コラーゲンスポンジに大用量のBMP- 2タンパク質を含浸させた場合でも同様に骨の再生はみられなかった。これに対して、BMP-2を多角体に包埋後コラーゲンスポンジに含浸させた場合、多角体からのBMP-2の徐放効果により、完全な骨欠損の修復がみられた。また再生された骨の骨密度は健常骨と同等であったことから、BMP-2包埋多角体により誘導された骨は成熟した骨であることが示唆された。以上、今後臨床において、BMP-2包埋多角体微結晶は骨再生治療の効果を高めるものと期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Control of angiogenesis by VEGF and endostatin - encapsulated protein microcrystals and inhibition of tumor angiogenesis. (2014)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto G, Hirohata R, Hayashi K, Sugimoto Y, Kotani E, Shimabukuro J, Hirano T, Nakajima Y, Kawamata S, Mori H.
  • 雑誌名: Biomaterials 巻: 35 ページ: 1326-1333
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gelatin powders accelerate the resorption of calcium phosphate cement and improve healing in the alveolar ridge. (2013)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto G, Sugita Y, Kubo K, Yoshida W, Ikada Y, Sobajima S, Neo M, Maeda H, Kinoshita Y.
  • 雑誌名: J Biomater Appl. 巻: 28 ページ: 1316-1324
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bone regeneration by polyhedral microcrystals from silkworm virus. (2013)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto G, Ueda T, Shimoyama J, Ijiri H, Omi Y, Yube H, Sugita Y, Kubo K, Maeda H, Kinoshita Y, Arias DG, Shimabukuro J, Kotani E, Kawamata S, Mori H.
  • 雑誌名: Sci Rep. 巻: 2 ページ: 935
  • DOI: 10.1038/srep00935. PubMed PMID: 23226833
  • 査読あり
• [備考] Scientific Reports Article
  • URL: http://www.nature.com/srep/2012/121206/srep00935/full/srep00935.html