並列タイトル等Analysis of the expression of sclerostin,an inhibitor of bone formation, in BMP-induced ectopic bone
一般注記要旨現在，歯科臨床において，顎骨腫瘍の摘出後の欠損を補う自家骨移植あるいは骨誘導再生法による顎骨の再生医療が行われている．これらの治療における臨床的課題として，移植骨の経時的な吸収や形成される再生骨量の不足が問題となっている．一方，骨組織における骨細胞の役割は永年不明であったが，近年，スクレロスチンというタンパク質を特異的に分泌していることが発見され，スクレロスチンには骨形成抑制作用があることが報告された．スクレロスチンは骨細胞から特異的に分泌されるタンパク質で，スクレロスチンの働きを阻害する抗スクレロスチン抗体は新規の骨粗鬆症治療薬として注目され，近年臨床応用されている．骨誘導因子 (Bone morphogenetic protein:BMP)は，骨基質中に存在し，異所性骨形成を誘導するタンパク質である．BMP誘導性の異所性骨におけるスクレロスチンの発現については，未だ明らかにされていない．そこで，本研究では，リコンビナントBMP-2誘導性異所性骨におけるスクレロスチンの発現を観察し，その形成・吸収過程におけるスクレロスチンの役割を解析し，顎骨欠損に対する再生医療の研究に貢献することを目的とした．BMP-2を浸漬した直径2 ㎜の円柱のコラーゲンペレットを作製した．生後7週齢雄のC57BL/6マウスの右側大腿部内側の筋膜下にペレットを移植し，移植後7日，10日，2週，4週，6週後に誘導されたペレットを採取した．採取した異所性骨をマイクロCTおよび各種染色により組織学的解析を行った．BMP埋入後7日で回収したペレットでは，マイクロCTで解析可能な石灰化は認められなかった．組織学的解析では，移植したBMPペレットを取り囲むメタクロマジー陽性 (トルイジンブルー染色) の軟骨組織を含む結合組織が認められた．また，アルカリホスファターゼ (Alkaline phosphatase：ALP) 陽性の骨芽細胞も多数認められた．BMP埋入後10日で回収した異所性骨では，マイクロCTにおいて，BMPペレット外周に石灰化像を認めた．組織学的解析では軟骨組織と骨組織を認めた．ALP陽性の骨芽細胞と共に，トルイジンブルー染色で認識される軟骨基質中に多数の軟骨細胞を認めた．抗スクレロスチン抗体を用いた免疫染色では，軟骨細胞においてスクレロスチンの発現を認め，骨様組織中にもスクレロスチン陽性骨細胞の出現を認めた．BMP埋入後2週間で回収した異所性骨では，マイクロCTにおいて，BMPペレットを完全に取り囲む多孔質な石灰化像を認めた．組織学的解析では，埋入後10日で認められた軟骨様組織はほぼ消失し，骨様組織が占めていた．ALP染色では，骨芽細胞と軟骨細胞で陽性を示した．また，多孔質な石灰化組織に存在する骨細胞において，スクレロスチン発現が強く認められた．これらの骨細胞は，骨細胞の特異形質である象牙質マトリックスタンパク質-1 (Dentin matrix protein-1:DMP-1) と線維芽細胞成長因子-23 (Fibroblast growth factor-23:FGF-23) のタンパク質発現が認められた.BMP埋入後4週間で回収した異所性骨では，マイクロCTにおいて，石灰化物の不透過性が亢進するとともに，外殻の厚さは薄くなっていた．組織学的解析では，層板様構造の石灰化物が認められ，ALP染色では骨芽細胞で陽性を認めるが，埋入後2週間よりも弱い発現であった．層板骨の骨組織は扁平となり，骨細胞におけるスクレロスチン，DMP-1およびFGF-23の発現が認められた．BMP埋入後6週間で回収した異所性骨では，マイクロCTにおいて，埋入後4週間と同様であった．組織学的解析でも埋入後4週間と類似した層板様構造であった．ALP染色では骨芽細胞で陽性を認めるが，かなり弱い発現であった．骨細胞におけるスクレロスチン，DMP-1およびFGF-23の発現はBMP埋入後6週間でも維持されていた．以上の結果より，BMP誘導性異所性骨において，骨細胞はスクレロスチンを発現していた．また，興味深いことに，BMP誘導性異所性骨における軟骨細胞において，スクレロスチンの発現が認められた．このことから，スクレロスチンを標的としたアプローチは，顎骨再生医療におけるBMP誘導性の異所性骨形成にも有用な骨形成促進作用を示す可能性を示唆している．
2020
identifier:甲第231号
コレクション（個別）国立国会図書館デジタルコレクション > デジタル化資料 > 博士論文
受理日（W3CDTF）2020-11-10T19:58:22+09:00
連携機関・データベース国立国会図書館 : 国立国会図書館デジタルコレクション