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

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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。