成熟個体における骨の異所性分化誘導による骨再生に関する基礎的研究

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成熟個体において細胞のもつ分化ポテンシャルを利用した再生医療への応用は重要な課題と言える。成熟個体における骨の異所性形成の機序が明らかになれば、その技術は骨再生の用途に応用できると考える。歯髄細胞を用いてin vitroの系で骨への分化過程における遺伝子発現を解析した。ヒト骨髄由来の間葉系幹細胞を骨分化誘導する系を応用してラット歯髄初代培養細胞に対して骨芽細胞・骨への分化誘導を試みた。無機質の集積(石灰化結節)を検出するvon kossa染色と前駆骨芽細胞に対して陽性を示すアルカリフォスファターゼ(ALP)染色を行い、骨分化の指標とした。分化誘導後1,2,3,6週における分化程度を評価した。ALP陽性細胞は1-3週と比べて6週で約50%に減少した。石灰化結節数は1週7.8±0.96個,2週9.0±0.82個,3週12.0±1.41個,6週29.1±2.23個で、分化誘導の前半(1-2週)と比較して6週では約3倍増加し統計的に有意であった(p<0.01)。また、分化誘導後1週と6週で総RNAを調製し骨分化に伴って変動するマーカー遺伝子の定量的発現解析を行った。Colla2(collagen typeI),Bglap(osteocalcin)の増加とAlpl(alkaline phosphatase), Bmp2(bone morphogenetic protein 2)の減少が認められた。骨分化に伴って変動するこれら遺伝子群が骨の異所性分化に関与することが示唆された。一方、ICR系統マウスの肝臓初代培養細胞に対して同様の方法で骨分化誘導を試みた。Parp-1阻害剤DPQおよび5-AIQをIC_<50>の濃度で添加すると分化誘導後6週で石灰化結節形成の亢進が認められた。以上の結果からParp-1の発現低下がマウス肝臓における骨の異所性分化を亢進することが示唆された。