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(江頭 寿洋)論文内容の要旨

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Academic year: 2022

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(1)(江頭. 寿洋)論文内容の要旨 主. 論. 文. Bone marrow concentrate promotes bone regeneration with a suboptimal-dose of rhBMP-2 濃縮骨髄液と低用量 rhBMP-2 による骨再生の試み 江頭 寿洋、住田. 吉慶、仲. 重剣、井. 隆司、大場. 掲載雑誌名:PLos ONE 13(1): e0191099. 誠悟、長井 一浩、朝比奈. 泉. published: January 18, 2018. 長崎大学大学院医歯薬学総合研究科医療科学専攻 (主任指導教員:朝比奈 泉教授. 緒 言 骨再生における研究の基本的な方針として、細胞や分化・成長因子を人工代用骨に組 み込むことで自家骨と同等かそれ以上の骨形成能を付与した人工骨を開発すること を目的としている。 しかし現在までに「細胞」の応用には、培養操作の多大な労力 と費用などの問題 、 「分化・成長因子」の応用には、副作用や費用の問題などの点が あることから、現時点では臨床応用に適切な治療プロトコルが確立されていない。そ のため容易で簡便な方法で移植に足る細胞を確保する手段や、成長因子の低用量化 を図ることで、安全かつ安価にそれらを使用できる条件を検討する必要があると考え られる。その工夫の一つとして濃縮骨髄液を使用した骨の再生に取り組んでいる。骨 髄液の遠心操作により PRP 分画として採取できる濃縮骨髄液 (Bone Marrow Aspirate Concentrate; BMC) は、単核球成分や濃縮血小板などを豊富に含んでいることから、 これを人工代用骨に組み込むことにより効果的に骨再生を誘導できる可能性がある。 BMC の利点として、骨髄液は、40ml程度であれば局所麻酔下にて 採取が可能である こと、培養に関わる施設や労力が必要なく、感染のリスク も低く濃縮可能であるこ と、BMP2 などの成長因子の低用量化に一定の効果を発揮する可能性があること、効果 が認められれば、臨床に直ちに応用可能であることがあげられる。 一方で、骨形成タンパク質(BMP)は強い骨誘導能を持つことが知られており、欧米 では口腔外科領域での臨床応用が既に認可されている。しかし、その使用については 浮腫等の副作用の問題、および経済性の問題から現在は臨床に十分普及するに至って.

(2) いない。 そのため、その普及にはより低用量で副作用を減らしつつ、効果的に骨形 成を導く必要がある。濃縮骨髄液 (bone marrow aspirate concentrate; BMC)(骨 髄由来多血小板血漿)は、末梢血由来の多血小板血漿(PRP)と比較して、BMP など成 長因子に応答する細胞成分が豊富に濃縮されると考えられており、BMP の骨形成作用 が BMC の添加により促進されれば、低用量の BMP で効果的に骨再生が達成される可能 性がある。今回、骨再生における BMC の有用性について、BMP との相乗効果の観点か ら検討を行った。 対象と方法 同意を得た健康なドナーより局所麻酔下にて骨髄液を腸骨より 30ml、末梢血を前腕よ り 30ml それぞれ採取した。次にマゼラン全自動血球分離機で、PRP と PPP (乏血小 板血漿)の分画を各 3ml 抽出した。その後実験群として、濃縮を行わない全骨髄液(BM)、 骨髄を濃縮した BMC、BMPPP、末梢では全血(PB)、PRP、PBPPP 、Control として血液 成分を加えないものを設定した。移植試料は、rhBMP2 0.5μg または 1μg(予備実験 にて移植後 2 週で骨形成が観察される最少量)を吸着させたβ-TCP 顆粒 20 mg を凍 結乾燥させた担体と、各実験群を混和した後、Thrombin、 10% CaCl2 をそれぞれ 3μ l 加えゲル化させて作製した。その後、試料はヌードマウスの背部皮下、および頭蓋 骨膜下に移植を行い、移植後 2 週と 4 週で摘出を行った。 評価方法は、各実験群に含まれる単核球数と血小板数の計測、次に摘出した試料から 標本を作製し、ヘマトキシリン・エオジン染色を施して組織学的に観察を行った。さ らに、移植したヒト由来の細胞の検出に抗ビメンチン抗体による免疫染色、および新 生骨量について NIH imageJ を使用して評価を行った。 結 果 BMC と末梢血 PRP の両群とも単核球と血小板が濃縮され、BMC では単核球数、末梢血 PRP では血小板数の高値を認めた。 皮下移植後 2 週の時点で BMC 群は他の実験群と比較して骨形成量が増加していた。 一方で、移植後 4 週では全ての実験群で骨形成が認められるようになり、BMC 群と PRP 群で骨形成において、両群間に明らかな差は認めなかった。また 頭蓋骨膜下では 2、 4 週いずれの時点においても BMC 群の骨形成量の有意な増加を認めた。また、抗ビ メンチン抗体による免疫染色では、移植後 2 週の BMC 群の試料においてドナー由来の 細胞が新生骨形成部に散在していることが観察された。 考 察 BMC の添加により BMP-2 の骨形成が促進されることが示唆された。BMC は BMP-2 と の相乗効果により、早期の骨形成に関与していると考えられる。. (備考)※日本語に限る。2000 字以内で記述。A4 版。.

(3)

参照