軟骨内骨化を誘導する細胞外マトリックスの解明と新規人工骨作製の基盤確立

本研究では、軟骨内骨化による骨形成が盛んなブタ胎児骨組織（骨、軟骨、骨髄）およびシカ角組織から細胞を除去した脱細胞化組織を作製し、特性解析に取り組んだ。高静水圧法を用いて成体ブタと胎児ブタの骨組織を脱細胞化し、凍結乾燥および破砕処理を行い脱細胞化組織粉末を作製した。脱細胞化組織粉末の含有タンパク質をSDS-PAGEで解析し、脱細胞化成体ブタ軟骨と脱細胞化胎児ブタ軟骨では構成タンパク質の組成が異なることを明らかにした。脱細胞化シカ角の作製において、実験動物や家畜ではないシカ角の入手経路の確立に取り組み、駆除したシカの角を研究用に提供していただくことができた。脱細胞化組織粉末の生理食塩水抽出物による骨細胞分化試験を行い、脱細胞化成体ブタ軟骨群と脱細胞化胎児ブタ骨組織群で脂肪由来幹細胞のアルカリフォスファターゼ活性の上昇が認められ、脱細胞化組織粉末によって骨分化が促進されたことが明らかになった。また、脱細胞化組織粉末含有コラーゲンゲル内での脂肪由来幹細胞の3次元培養では、脱細胞化胎児ブタ軟骨群でアリザリンによる染色が認められ、骨の細胞外マトリックスが産生されたことが明らかになった。以上から、成体ブタ軟骨および胎児ブタ骨、軟骨および骨髄の細胞外マトリックスに軟骨内骨化を誘導する因子が存在する可能性が示唆された。特に、胎児ブタ軟骨に軟骨内骨化を強く誘導する因子が含まれていることが見出された。また、脱細胞化組織粉末から多孔質ブロックの作製に取り組み、加圧成型法を用いることで脱細胞化組織をブロック化する手法を確立した。

本研究では、軟骨内骨化による骨形成が盛んなブタ胎児骨組織（骨、軟骨、骨髄）およびシカ角組織から細胞を除去した脱細胞化組織を作製し、特性解析に取り組んだ。高静水圧法を用いて成体ブタと胎児ブタの骨組織を脱細胞化し、凍結乾燥および破砕処理を行い脱細胞化組織粉末を作製した。脱細胞化組織粉末の含有タンパク質をSDS-PAGEで解析し、脱細胞化成体ブタ軟骨と脱細胞化胎児ブタ軟骨では構成タンパク質の組成が異なることを明らかにした。脱細胞化シカ角の作製において、実験動物や家畜ではないシカ角の入手経路の確立に取り組み、駆除したシカの角を研究用に提供していただくことができた。脱細胞化組織粉末の生理食塩水抽出物による骨細胞分化試験を行い、脱細胞化成体ブタ軟骨群と脱細胞化胎児ブタ骨組織群で脂肪由来幹細胞のアルカリフォスファターゼ活性の上昇が認められ、脱細胞化組織粉末によって骨分化が促進されたことが明らかになった。また、脱細胞化組織粉末含有コラーゲンゲル内での脂肪由来幹細胞の3次元培養では、脱細胞化胎児ブタ軟骨群でアリザリンによる染色が認められ、骨の細胞外マトリックスが産生されたことが明らかになった。以上から、成体ブタ軟骨および胎児ブタ骨、軟骨および骨髄の細胞外マトリックスに軟骨内骨化を誘導する因子が存在する可能性が示唆された。特に、胎児ブタ軟骨に軟骨内骨化を強く誘導する因子が含まれていることが見出された。また、脱細胞化組織粉末から多孔質ブロックの作製に取り組み、加圧成型法を用いることで脱細胞化組織をブロック化する手法を確立した。