骨吸収と骨形成のカップリングを利用した骨の再生プロジェクト

骨誘導因子(BMP)を含むコラーゲンスポンジをOPG欠損、RANKL欠損マウスの筋膜下に移植した。そして、移植片に出現する破骨細胞と骨芽細胞を観察した。破骨細胞は酒石酸抵抗性酸ホスファターゼ(TRAP)染色およびMMP-9の免疫染色、骨芽細胞はアルカリホスファターゼ(ALP)染色により同定した。さらに免疫組織学的にRANKLの局在を観察した。その結果、(1)OPG欠損マウスに移植したBMPスポンジにおけるTRAP陽性MMP-9陽性の破骨細胞の出現は、石灰化に先立つものであった。TRAP陽性細胞は、ALP陽性細胞に近接した部位にのみ認められた。破骨細胞前駆細胞であるF4/80陽性細胞は、BMPスポンジ、BMP+OPGスポンジ、コラーゲンのみのスポンジの周囲に等しく存在していた。(2)BMPスポンジ周囲の細胞にRANKLタンパク質の発現が認められた。(3)OPG-Fcまたは可溶型RANK(sRANK)のBMPスポンジへの添加は、破骨細胞前駆細胞の出現には影響しなかったが、破骨細胞の分化を強く阻害した。(4)血中RANKL値が高値を示すOPG欠損マウスにおいて、BMPを含まないスポンジでは、破骨細胞前駆細胞が存在するにも拘らず、破骨細胞を誘導できなかった。(5)RANKL欠損マウスへのBMPスポンジ移植では、RANKLの腹腔内投与により、骨組織にのみTRAP陽性細胞が出現した。以上の結果から、破骨細胞形成には、石灰化硬組織が必要ではなく、骨芽細胞が破骨細胞形成を支持することが明らかになった。また、全身性の血中可溶型RANKLよりも、局所におけRANKLが重要であることが示された。そして骨芽細胞は、全身性RANKLを局所で作用させるなど、破骨細胞形成に必須な微細環境を提供する可能性が考えられた。

骨誘導因子(BMP)を含むコラーゲンスポンジをOPG欠損、RANKL欠損マウスの筋膜下に移植した。そして、移植片に出現する破骨細胞と骨芽細胞を観察した。破骨細胞は酒石酸抵抗性酸ホスファターゼ(TRAP)染色およびMMP-9の免疫染色、骨芽細胞はアルカリホスファターゼ(ALP)染色により同定した。さらに免疫組織学的にRANKLの局在を観察した。その結果、(1)OPG欠損マウスに移植したBMPスポンジにおけるTRAP陽性MMP-9陽性の破骨細胞の出現は、石灰化に先立つものであった。TRAP陽性細胞は、ALP陽性細胞に近接した部位にのみ認められた。破骨細胞前駆細胞であるF4/80陽性細胞は、BMPスポンジ、BMP+OPGスポンジ、コラーゲンのみのスポンジの周囲に等しく存在していた。(2)BMPスポンジ周囲の細胞にRANKLタンパク質の発現が認められた。(3)OPG-Fcまたは可溶型RANK(sRANK)のBMPスポンジへの添加は、破骨細胞前駆細胞の出現には影響しなかったが、破骨細胞の分化を強く阻害した。(4)血中RANKL値が高値を示すOPG欠損マウスにおいて、BMPを含まないスポンジでは、破骨細胞前駆細胞が存在するにも拘らず、破骨細胞を誘導できなかった。(5)RANKL欠損マウスへのBMPスポンジ移植では、RANKLの腹腔内投与により、骨組織にのみTRAP陽性細胞が出現した。以上の結果から、破骨細胞形成には、石灰化硬組織が必要ではなく、骨芽細胞が破骨細胞形成を支持することが明らかになった。また、全身性の血中可溶型RANKLよりも、局所におけRANKLが重要であることが示された。そして骨芽細胞は、全身性RANKLを局所で作用させるなど、破骨細胞形成に必須な微細環境を提供する可能性が考えられた。