新規徐放性ナノゲルを用いた線維芽細胞増殖因子による骨再生法の開発と分子機構の解明

利用新型缓释纳米凝胶开发成纤维细胞生长因子骨再生方法并阐明分子机制

• 批准号: 11J08114
• 负责人: 小林 真左子
• 金额: $ 0.83万
• 依托单位: The University of Tokushima
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J08114/
• 关键词: FGF18; CHPOAナノゲル; 骨再生; BMP2; 骨修復

Fibroblast Growth Factor (FGF)18は、個体発生において骨や軟骨の細胞分化を促進し、骨の形態形成を制御する。FGF18が骨再生促進因子として応用可能かどうか検討するために、京都大学大学院、秋吉一成教授より提供された新規ナノゲル(CHPOAナノゲル)にFGF18とBMP2を含有させ作製したハイドロゲルを頭蓋冠骨欠損マウスモデルに適用し、マイクロCTにて経時的に骨欠損部の骨再生を観察した。その結果、FGF18をBMP2と併用すると、BMP2単独に比べ、骨再生が増強されることを明らかになった。また、骨欠損作製時にアリザリンレッドで、8週後屠殺前にカルマインにて骨をラベリングし、・組織学的に検討すると、FGF18をBMP2に併用した場合に厚い新生骨形成が観察された。さらに、FGF18の骨再生促進に関連する分子を検索するため、免疫組織学的に、骨芽細胞の局在と血管新生、細胞増殖との関連性について検討を行ったところ、BMP2単独に比べ、FGF18を併用すると、新生骨の近傍にPECAM-1陽性の血管内皮細胞とPCNA陽性の骨芽細胞が散見され、FGF18が血管新生を誘導し、新生骨形成に関与する骨芽細胞の増殖を促進している可能性が示唆された。本研究を通じ、FGF18とBMP2を持続的に局所に作用させるドラッグデリバリーシステム、また骨再生のスキャフォールドとして、新規徐放性ナノゲル(CHPOAナノゲル)は有用であることが明らかとなった。今後、本研究をさらに発展させることで、将来的にヒトの骨欠損症例に対する骨再建治療の選択肢として応用できる可能性が示された。

成纤维细胞生长因子 (FGF)18 在个体发育过程中促进骨和软骨细胞分化，并控制骨形态发生。为了研究FGF18是否可以作为骨再生促进因子应用，利用京都大学研究生院Kazunari Akiyoshi教授提供的新型纳米凝胶（CHPOA纳米凝胶）中含有FGF18和BMP2制备的水凝胶来修复颅骨骨缺损。我们将其应用于小鼠模型，并使用微型 CT 观察骨缺损随时间的变化情况的骨再生。结果显示，当 FGF18 与 BMP2 联合使用时，与单独使用 BMP2 相比，骨再生得到增强。此外，当在骨缺损形成时用茜素红标记骨头并在处死前8周后用胭脂红标记骨头并进行组织学检查时，当FGF18与BMP2组合使用时观察到厚的新骨形成。此外，为了寻找与FGF18促进骨再生相关的分子，我们利用免疫组织化学研究了成骨细胞定位、血管生成和细胞增殖之间的关系，发现与单独使用BMP2相比，结合FGF18在新骨附近发现了PECAM-1阳性血管内皮细胞和PCNA阳性成骨细胞，这表明FGF18诱导血管生成并促进参与新骨形成的成骨细胞增殖。通过这项研究，发现一种新型缓释纳米凝胶（CHPOA纳米凝胶）可用作药物递送系统，使FGF18和BMP2以持续的方式局部发挥作用，并作为骨再生的支架。通过进一步发展这项研究，表明它可以作为未来人类骨缺损病例的骨重建治疗选择。

项目成果

FGF18 synergistically enhances BMP2-dependent bone repair.

FGF18 协同增强 BMP2 依赖性骨修复。

• 发表时间: 2012
• 作者: Masako Kobayashi

新規徐放性ナノゲルを用いたFGF18によるBMP2依存的な骨修復能の改良

使用新型缓释纳米凝胶通过 FGF18 改善 BMP2 依赖性骨修复能力

• 发表时间: 2012
• 作者: 小林真左子

Cholesteryl group- and acryloyl group-bearing pullulan nanogel to deliver BMP2 and FGF18 for bone tissue engineering.

含有胆固醇基团和丙烯酰基团的支链淀粉纳米凝胶可提供用于骨组织工程的 BMP2 和 FGF18。

• 发表时间: 2012
• 影响因子: 14
• 作者: Fujioka

FGF18によるBMP2依存的な骨修復能の増強効果

FGF18增强BMP2依赖性骨修复能力的作用

• 发表时间: 2012
• 作者: 小林真左子

FGF18 synergistically enhances BMP2-dependent bone repair.

FGF18 协同增强 BMP2 依赖性骨修复。

• 发表时间: 2012
• 作者: Masako Fujioka