幹/前駆細胞のシーケンシャルな体内移動を基軸とした新しい骨再生治療の開発

基于体内干细胞/祖细胞的顺序运动开发新的骨再生治疗方法

基本信息

批准号：
21K10090
负责人：
藤尾正人
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K10090/
关键词：
骨再生幹細胞骨延長メカニカルストレス骨格前駆細胞

项目摘要

組織再生を活性化させる初期因子として注目されているHigh Mobility Group Box Protein 1(HMGB1)に重点を置き、組織再生の中心的な役割を担う各種幹細胞、前駆細胞との関連性について解析を進めた。骨折、区域欠損のみならず、骨延長治癒過程においても、骨切りの4時間後に血清中HMGB1タンパクは発現のピークをむかえ、すみやかにベースラインに戻っていくことが明らかになった。さらに、骨治癒過程中にHMGB1を局所投与することにより、骨形成が促進されることが放射線学的解析（μCT）や組織学的解析（HE染色）で明らかになった。免疫組織化学染色ではVEGFレセプター2/CD34陽性の血管内皮前駆細胞（EPC）、Sca-1/PDGFレセプターα陽性の間葉系幹細胞（MSC）が集積してくることが分かった。集積したEPCは時間の経過とともに成熟した血管網を構築していくことが示された。以上の結果から、早期の血管再生がされることで骨治癒が促進されると推察された。これらin vivoでの実験結果を踏まえin vitroの実験系においてもその仮説について検証をした。HMGB1は幹/前駆細胞の可動性を上昇させ、濃度依存的な移動も促進することが示された。さらに、in vitroの系では血管再生能も向上させることが明らかとなった。細胞増殖については影響がなかった。HMGB1の局所投与は生体内での本来の役割を越えて、組織再生に効果を示す結果となった。

我们重点关注作为激活组织再生的早期因子而受到关注的高迁移率族蛋白1（HMGB1），并分析了其与在组织再生中发挥核心作用的各种干细胞和祖细胞的关系。研究表明，不仅在骨折和节段缺损期间，而且在骨延长的愈合过程中，血清HMGB1蛋白在截骨后4小时达到峰值表达并迅速恢复到基线。此外，放射学分析（μCT）和组织学分析（HE染色）表明，在骨愈合过程中局部施用HMGB1可促进骨形成。免疫组织化学染色显示VEGF受体2/CD34阳性血管内皮祖细胞（EPC）和Sca-1/PDGF受体α阳性间充质干细胞（MSC）聚集。随着时间的推移，积累的 EPC 会形成成熟的血管网络。从上述结果推断，早期血管再生促进骨愈合。基于这些体内实验结果，我们还在体外实验系统中验证了这一假设。 HMGB1 被证明可以增加干细胞/祖细胞的动员并促进浓度依赖性迁移。此外，在体外系统中，显示它还提高了血管再生能力。对细胞增殖没有影响。 HMGB1的局部给药超越了其在体内的原始作用，并显示出对组织再生的影响。