キメラの内軟骨性骨化モデルを利用した骨芽細胞分化における血管の役割解明

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「肥大化軟骨内の血管には、肥大化軟骨との相互作用の結果、骨芽細胞分化を引き起こす何らかの条件が備わっている」との仮説を立て、軟骨内骨化の骨芽細胞分化における血管の役割を検討し、肥大化軟骨内の血管と他の軟組織に見られる血管との違いを検討した。すなわち、ニワトリの軟骨をヌードマウスの背部に移植し、ニワトリの軟骨内でマウスの血管周囲からマウスの骨芽細胞が分化するキメラの内軟骨性骨化モデルを作製した。遺伝子発現解析の結果、ニワトリの軟骨からBMP-2、マウスの血管からBMP-2、BMP-4、VEGF、FGF-2が高率に発現していることが分かった。そこで,軟骨から産生されているBMP-2と、血管新生を促進させるVEGFを添加した寒天をビニル筒に入れて、ヌードマウスの皮下に挿入し、マウスの血管の侵入と骨芽細胞の分化を検討した。その結果、ビニル筒の皮下挿入後1週間後に寒天内に血管侵入はみられたが、その後4週間観察したが、ビニル筒内の寒天培地内に骨形成は見られなかった。さらに、ビニル筒の中の血管が侵入した寒天の免疫染色を行ったところ、寒天内の血管周囲にRunx2陽性核を有する紡錘形細胞を散在性に認められ、骨芽細胞系譜細胞の存在が示唆された。また、寒天内に骨形成が観察されないことから、これらの骨芽細胞系譜細胞が骨芽細胞には分化・成熟していないと考えられた。そこで、上記の血管侵入した寒天をそのままシャーレに移して、石灰化実験に用いる石灰化培地を用いて骨形成能を検討したが、骨形成や石灰化物は認められなかった。従って、軟骨内骨化過程の骨芽細胞分化には、サイトカイン以外にも細胞接触などの微小環境などの検討も必要であることが考えられた。