抜歯窩と大腿骨骨欠損部の治癒過程から探る骨格部位依存的な幹細胞の多様性

从拔牙槽和股骨骨缺损的愈合过程中探索骨骼区域依赖性干细胞多样性

基本信息

批准号：
22K21025
负责人：
伊藤慎一郎
金额：
$ 1.83万
依托单位：
Tokyo Dental College
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-08-31 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K21025/
关键词：
幹細胞能

项目摘要

抜歯窩は常に膜内骨化で修復されるが、大腿骨円形骨欠損部は膜内骨化と軟骨内骨化が混在した治癒過程をたどると言われている。これまでに、骨再生過程における軟骨の出現に関しては、骨欠損部の骨安定性や血液供給、幹細胞の分化能などが注目されてきた。しかし、大腿骨円形骨欠損では骨周囲の環境、血液供給が十分にあっても軟骨が形成された点を踏まえると、骨化様式の差異は骨再生過程に出現する幹細胞の分化能に依存している可能性が大きいと考えた。そこで、本研究では骨格部位依存的に修復組織内幹細胞の分化能に多様性があるかを明らかにすることを目的とする。8週齢の雄CAG-EGFP-Tg(GFP)マウスとRosa26-tdTomato(Tomato)マウスの左側上顎第一臼歯の抜歯と左側大腿骨骨幹部の円形骨欠損を作製した。損傷後3日目の抜歯窩と大腿骨骨欠損部から再生組織を採取し、各々を野生型マウスの抜歯窩及び大腿骨骨欠損部に異所性に移植した。移植後1週後、2週後に骨再生部を採取し、凍結切片を作製後、GFPまたはTomato陽性細胞の分布を解析した。また、同一の切片でALP染色、Sox9（軟骨関連マーカー）を免疫染色し、GFPマウスまたはTomatoマウス由来の軟骨細胞の存在を検討した。その結果、抜歯窩再生組織を大腿骨骨欠損部へ異所性移植した場合、骨芽細胞への分化能は維持しているが、軟骨細胞への分化能は獲得していない可能性が考えられた。一方、大腿骨骨幹部円形骨欠損部再生組織の抜歯窩への異所性移植では、咀嚼等により移植組織が脱離したと考えられたので、現在、新たな移植法を検討中である。今後は抜歯窩への異所性移植、およびBMP2を添加して異所性骨化誘導実験を行うことで、移植片の部位依存的な分化能の差異を明らかにする予定である。

拔牙槽总是通过膜内骨化来修复，但股骨中的圆形骨缺损据说会经历一个涉及膜内骨化和软骨内骨化混合的愈合过程。迄今为止，关于骨再生过程中软骨的出现，人们关注的是骨缺损中的骨稳定性、血液供应以及干细胞的分化能力等因素。然而，考虑到尽管周围的骨环境和充足的血液供应，软骨还是在股骨圆形骨缺损中形成，但骨化模式的差异可能取决于骨再生过程中出现的干细胞的分化能力。的可能性因此，本研究的目的是阐明修复组织内干细胞的分化能力是否因骨骼区域而存在差异。拔除 8 周龄雄性 CAG-EGFP-Tg (GFP) 和 Rosa26-tdTomato (Tomato) 小鼠的左上颌第一磨牙，并在左股骨干中产生圆形骨缺损。损伤后3天从拔牙槽和股骨骨缺损处收集再生组织，并将其异位移植到野生型小鼠的拔牙槽和股骨骨缺损中。移植后1周和2周收集骨再生区域，制作冰冻切片，分析GFP或Tomato阳性细胞的分布。此外，对同一切片进行 ALP 染色和 Sox9（软骨相关标记物）免疫染色，以检查来自 GFP 小鼠或 Tomato 小鼠的软骨细胞的存在。结果，当拔牙槽再生组织异位移植到股骨缺损处时，虽然保持了分化为成骨细胞的能力，但可能尚未获得分化为软骨细胞的能力。另一方面，在将股骨干圆形骨缺损再生的组织异位移植到拔牙槽中的情况下，人们认为移植组织会因咀嚼等而移位，因此出现了新的移植方法目前正在考虑中。未来，我们计划通过异位移植到拔牙槽中并进行添加 BMP2 诱导异位骨化的实验来阐明移植物分化潜力的位点依赖性差异。