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抜歯窩と大腿骨骨欠損部の治癒過程から探る骨格部位依存的な幹細胞の多様性

从拔牙槽和股骨骨缺损的愈合过程中探索骨骼区域依赖性干细胞多样性

基本信息

批准号：
22K21025
负责人：
伊藤慎一郎
金额：
$ 1.83万
依托单位：
Tokyo Dental College
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-08-31 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K21025/
关键词：
幹細胞能

项目摘要

抜歯窩は常に膜内骨化で修復されるが、大腿骨円形骨欠損部は膜内骨化と軟骨内骨化が混在した治癒過程をたどると言われている。これまでに、骨再生過程における軟骨の出現に関しては、骨欠損部の骨安定性や血液供給、幹細胞の分化能などが注目されてきた。しかし、大腿骨円形骨欠損では骨周囲の環境、血液供給が十分にあっても軟骨が形成された点を踏まえると、骨化様式の差異は骨再生過程に出現する幹細胞の分化能に依存している可能性が大きいと考えた。そこで、本研究では骨格部位依存的に修復組織内幹細胞の分化能に多様性があるかを明らかにすることを目的とする。8週齢の雄CAG-EGFP-Tg(GFP)マウスとRosa26-tdTomato(Tomato)マウスの左側上顎第一臼歯の抜歯と左側大腿骨骨幹部の円形骨欠損を作製した。損傷後3日目の抜歯窩と大腿骨骨欠損部から再生組織を採取し、各々を野生型マウスの抜歯窩及び大腿骨骨欠損部に異所性に移植した。移植後1週後、2週後に骨再生部を採取し、凍結切片を作製後、GFPまたはTomato陽性細胞の分布を解析した。また、同一の切片でALP染色、Sox9（軟骨関連マーカー）を免疫染色し、GFPマウスまたはTomatoマウス由来の軟骨細胞の存在を検討した。その結果、抜歯窩再生組織を大腿骨骨欠損部へ異所性移植した場合、骨芽細胞への分化能は維持しているが、軟骨細胞への分化能は獲得していない可能性が考えられた。一方、大腿骨骨幹部円形骨欠損部再生組織の抜歯窩への異所性移植では、咀嚼等により移植組織が脱離したと考えられたので、現在、新たな移植法を検討中である。今後は抜歯窩への異所性移植、およびBMP2を添加して異所性骨化誘導実験を行うことで、移植片の部位依存的な分化能の差異を明らかにする予定である。

The healing process of intramembranous ossification and intrachondral ossification in the femoral fossa is often complicated. The bone regeneration process is related to the appearance of cartilage, bone stability, blood supply and differentiation of stem cells. The possibility of stem cell differentiation depends on the surrounding environment, blood supply, cartilage formation, ossification pattern and bone regeneration process. The aim of this study is to repair the diversity of stem cells in bone site dependent tissues. 8 weeks old male CAG-EGFP-Tg(GFP) and Rosa26-tdTomato(Tomato) were used to control bone defects in the left maxillary first molar and the left femoral shaft. 3 days after the injury, the regenerated tissue of the tooth socket and the damaged part of the thigh bone was harvested, and the wild-type tooth socket and the damaged part of the thigh bone were transplanted differently. The distribution of GFP positive cells was analyzed after 1 week and 2 weeks of bone regeneration, frozen section preparation, and transplantation. ALP staining, Sox9 immunostaining, GFP staining and the presence of chondrocytes from the same section were discussed. The results show that the regeneration of bone marrow tissue in the femur is different from that in the case of bone defect transplantation, the differentiation of bone bud cells can be maintained, and the differentiation of chondrocytes can be obtained. A new method of transplantation of bone tissue from a square or thigh bone stem to a bone defect is discussed. In the future, the addition of BMP2 to allosteric bone grafts in dental sockets will lead to the development of allosteric ossification induction, and the differences in site-dependent differentiation of grafts will be clarified and determined.