幹/前駆細胞のシーケンシャルな体内移動を基軸とした新しい骨再生治療の開発

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組織再生を活性化させる初期因子として注目されているHigh Mobility Group Box Protein 1(HMGB1)に重点を置き、組織再生の中心的な役割を担う各種幹細胞、前駆細胞との関連性について解析を進めた。骨折、区域欠損のみならず、骨延長治癒過程においても、骨切りの4時間後に血清中HMGB1タンパクは発現のピークをむかえ、すみやかにベースラインに戻っていくことが明らかになった。さらに、骨治癒過程中にHMGB1を局所投与することにより、骨形成が促進されることが放射線学的解析（μCT）や組織学的解析（HE染色）で明らかになった。免疫組織化学染色ではVEGFレセプター2/CD34陽性の血管内皮前駆細胞（EPC）、Sca-1/PDGFレセプターα陽性の間葉系幹細胞（MSC）が集積してくることが分かった。集積したEPCは時間の経過とともに成熟した血管網を構築していくことが示された。以上の結果から、早期の血管再生がされることで骨治癒が促進されると推察された。これらin vivoでの実験結果を踏まえin vitroの実験系においてもその仮説について検証をした。HMGB1は幹/前駆細胞の可動性を上昇させ、濃度依存的な移動も促進することが示された。さらに、in vitroの系では血管再生能も向上させることが明らかとなった。細胞増殖については影響がなかった。HMGB1の局所投与は生体内での本来の役割を越えて、組織再生に効果を示す結果となった。