血管誘導因子を用いた骨再生技術の開発

骨の再生を誘導するには骨芽細胞による造骨作用が最も重要であるが、それら細胞に栄養分や酸素を供給する血管新生が十分に伴うことが重要である。現在までの組織工学、特に多孔性セラミックス材料を用いた骨における組織工学において、骨芽細胞による造骨作用を高めるための多くの努力がなされているものの、血管誘導を伴わせた骨再生の試みは極めて少ない。本提案では、骨における組織工学モデル(ラットおよびヒト骨髄細胞を用いた)において血管誘導を遺伝子工学的に行い、骨再生効率が亢進することを示すことにより血管誘導因子の導入の重要性を明らかにし、今後の組織工学技術に貢献する。本年度は血管誘導因子VEGFのcDNAを導入したアデノウイルスを、ラット骨髄由来骨芽細胞(Maniatopoulosの方法による)に感染(条件は初年度に決定したもの)させ、多孔性セラミックス材料に播種した後、ラットの皮下、および骨欠損モデルに移植し、その後の経過を詳細に検討した。生化学的評価として、アルカリフォスファターゼ活性、オステオカルシン発現量により評価した結果、これらの因子がウイルス感染により亢進することが分かった。更に、組織化学的には、HE染色による新生骨の増加だけでなく、TRAP染色により破骨細胞を誘導していることも明らかになった。以上の結果から、VEGF遺伝子導入により、骨形成の亢進、骨リモデリングの誘導がおこることが明らかになり、VEGF遺伝子の導入が、骨における組織工学技術に有効に働くことが確認できた。

骨の再生を誘導するには骨芽細胞による造骨作用が最も重要であるが、それら細胞に栄養分や酸素を供給する血管新生が十分に伴うことが重要である。現在までの組織工学、特に多孔性セラミックス材料を用いた骨における組織工学において、骨芽細胞による造骨作用を高めるための多くの努力がなされているものの、血管誘導を伴わせた骨再生の試みは極めて少ない。本提案では、骨における組織工学モデル(ラットおよびヒト骨髄細胞を用いた)において血管誘導を遺伝子工学的に行い、骨再生効率が亢進することを示すことにより血管誘導因子の導入の重要性を明らかにし、今後の組織工学技術に貢献する。本年度は血管誘導因子VEGFのcDNAを導入したアデノウイルスを、ラット骨髄由来骨芽細胞(Maniatopoulosの方法による)に感染(条件は初年度に決定したもの)させ、多孔性セラミックス材料に播種した後、ラットの皮下、および骨欠損モデルに移植し、その後の経過を詳細に検討した。生化学的評価として、アルカリフォスファターゼ活性、オステオカルシン発現量により評価した結果、これらの因子がウイルス感染により亢進することが分かった。更に、組織化学的には、HE染色による新生骨の増加だけでなく、TRAP染色により破骨細胞を誘導していることも明らかになった。以上の結果から、VEGF遺伝子導入により、骨形成の亢進、骨リモデリングの誘導がおこることが明らかになり、VEGF遺伝子の導入が、骨における組織工学技術に有効に働くことが確認できた。