骨折治癒過程をモデルにした骨欠損部の血流不足を改善させる新たな骨再生法の開発

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従来の生体材料や幹細胞を用いた骨再生療法においては、大型の骨欠損への適用に限界がある。その要因の一つは骨欠損部の血流不足である 。骨折の治癒過程においては、血管新生と軟骨形成(仮骨形成)、およびそれに続く軟骨内骨化が重要な役割を担っている。骨折治癒過程、特に 血管新生と軟骨形成を再現させる骨再生法の開発は、従来法の問題点を大きく改善させる可能性がある。最近、無菌性の自然免疫応答(炎症) や低酸素状態を誘導する生体材料が、血管新生、幹細胞の浸潤および軟骨形成に寄与し、骨や心筋の再生を促進することが報告された。そこで本研究は、血 管新生と軟骨形成を誘導できる生体材料(物質)を明らかにし、軟骨内骨化を介した新しい骨再生療法の開発に貢献することを目的としている。本年度は、骨折の治癒過程を再現するのに有効と思われる生体材料を用いて、骨折初期過程の再現と骨再生への効果の検討をおこなった。その結果、骨欠損部の骨再生に非常に有効である抗酸化剤（仮称A）および炎症賦活剤（仮称B）を発見した。マウスの頭蓋冠骨に骨欠損を作成し、A とBを含む足場材料を移植したところ、骨欠損部の30％-90％に石灰化が認められた。一方、生理食塩水を含む足場材料を移植した群では石灰化は全く認められなかった。組織学的な解析をおこなったところ、当初想定していた軟骨の形成は認められず、膜内骨化によって骨の再生が起こったものと推定された。研究代表者らが見出した抗酸化剤（A）および炎症賦活剤（B）は、人体への毒性がなく、安全性が高い生体物質であることから、新しい骨再生療法の開発に貢献する成果であると考えられる。