Bone formation by extracellular calcium in adipose stem cells

脂肪干细胞中细胞外钙的骨形成

• 批准号: 21K17022
• 负责人: 矢内 理沙
• 金额: $ 3万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K17022/
• 关键词: 脂肪幹細胞; 骨分化; 骨再生; Ca; BMP-2

顎顔面骨の欠損の再建には高度で繊細な技術を必要とする。現在主流となっている再建方法は金属プレートあるいは自家骨を用いたものであるが、感染の面や侵襲が大きいことなど問題点も多い。このため脂肪由来間葉系幹細胞(ASCs)を用いたより良い再建方法を確立したいと考え研究を行った。私たちはこれまでにヒトASCs(hASCs)の骨形成分化におけるBMP-2の影響について検討を行い、BMP-2によって骨分化が促進させるという結果を得ている。ただ、リコンビナントBMP-2はコスト面や安全性の面で臨床応用は限定的である。そのためBMP-2によらない細胞外Caイオンのみを利用するhASCsの骨再生の可能性を探ってきた。その結果、細胞外Caイオン濃度を上昇させることにより、hASCsに自らBMP-2を分泌させ、autocrine / paracrine 的に自ら骨形成分化を誘導活性化する可能性が示唆された。また、その細胞内シグナル伝達機構にはCa / CaM / NFAT経路の関与が示された。このことから、実際にin vivoでのCaイオン刺激を加えたhASCsの骨分化再生能を解析することで、臨床応用可能であるか明らかにすることとした。まずはヌードマウスの皮下に立体構造の骨を作ることを目的とした。足場はポリ乳酸(PGA)を使用した。hASCsを立体構造のPGAと共に通常の培地で培養すると３日目には細胞の付着が確認できた。培養７日目に高濃度Caイオンを含む骨分化誘導培地に替えると、hASCsは骨へ分化し始めた。このままさらに骨分化誘導培地で７日間培養したのち、PGAをヌードマウスの皮下に移植した。皮下移植後4週間で再度PGAを分析すると、成熟骨で覆われていることが確認できた。

The reconstruction of damaged jaw and facial bones requires high precision and technical skills. Nowadays, the mainstream method of rebuilding the steel pipe is to use the metal steel pipe to make your own bones. There are many problems with infection and infection. Our research on adipose-derived mesenchymal stem cells (ASCs) has been established using our reconstruction method. Bone formation and differentiation of private ASCs (hASCs) and BMP-2 The effect of sound is good, and the effect of BMP-2 on bone differentiation is promotion, and the result is good. The safety, clinical use and clinical use of BMP-2 are limited.そのためBMP-2によらないExtracellular CaイオンのみをExplore the possibility of bone regeneration using hASCs.その results, extracellular Ca イオン concentration をrise させることにより, hASCs に自らBMP-2 をsecretion させ, autocrine / paracrine The possibility of inducing activation of bone formation and differentiation is also indicated.また, その intracellular シグナル伝大organism にはCa / CaM / NFAT経路の关与がshowされた.このことから、実记にin The bone differentiation and regeneration ability of hASCs stimulated by vivo's Ca イオン is analyzed and clinical application is possible.まずはヌードマウスのcutaneousにthree-dimensional structureのboneを为ることをpurposeとした. Footbath lactic acid (PGA) is used. hASCs' three-dimensional structure, PGA, common cultivation, and culture of hASCs are usually carried out in a field and the cells are collected and confirmed. After culturing for 7 days, high-concentration Ca イオンをcontaining was used to induce bone differentiation, and hASCs were used to induce bone differentiation.このままさらにbone differentiation induction culture で７したのち, PGA をヌードマウスのsubcutaneous transplantation した. Four weeks after the subcutaneous transplantation, another PGA analysis was performed and the mature bone coverage was confirmed.