幹細胞研究と治療のジャーナル

概要

ラット頭蓋冠「臨界サイズ」欠損モデルにおける歯髄幹細胞のキャリアとしての生分解性足場によって誘発される骨再生の組織形態計測学的評価

スザンナ・アンニバリ、ロベルタ・クアランタ、アントニオ・スカラーノ、アンドレア・ピローニ、アンドレア・チコネッティ、マリア・パオラ・クリスタリ、ダイアナ・ベラヴィア、リヴィア・オットレンギ

目的:この研究の目的は、特定の足場と組み合わせて骨形成を促進できる特定の幹細胞をテストすることです。

方法:歯髄幹細胞 (DPSC) を、頭蓋冠の「臨界サイズ」欠損のラットモデルに、顆粒状脱タンパク質化ウシ骨 (GDPB) またはベータリン酸三カルシウム (β-TCP) とともに播種しました。DPSC はヒトの永久歯から分離され、リアルタイム PCR および免疫蛍光法によって特定の幹細胞マーカー (Nanog および Oct-4) を使用して取得および特徴付けられました。細胞は、培養培地に毎日添加される 100μM L-アスコルビン酸と α-MEM 培地中の 20 vol% の FBS によって、10～15 日間、骨芽細胞表現型へと分化しました。骨形成への関与は、特定のマーカー (オステオネクチンおよび runx2) の発現を測定することにより、リアルタイム PCR で評価されました。十分な細胞数が得られたら、DPSC をトリプシン処理し、培養培地で洗浄し、GDPB および β-TCP スキャフォールド上に 0.5～1×106 細胞/スキャフォールドの密度で播種しました。8 匹の無胸腺 T 細胞欠損ヌードラットの頭頂骨から、両側の臨界サイズの円形欠損 (直径 5 mm、厚さ 1 mm) を作成しました。各ラットの頭蓋欠損の 1 つはスキャフォールドのみで埋められ、もう 1 つは幹細胞を播種したスキャフォールドで埋められました。手術後 12 週間後、動物は安楽死させ、組織形態測定分析を実施しました。グループ間の差異は、一元配置分散分析 (ANOVA) と、その後の Fisher の保護最小有意差 (PLSD) 事後検定で分析しました。p 値 <0.05 は統計的に有意であると判断されました。

結果： GDPBグループはGDPB/DPSCよりも高い層状骨の割合を示し、β-TCP単独はβ-TCP/DPSCと比較して低いレベルを示した。幹細胞の追加により、両方のスキャフォールドベースのインプラントで織骨形成が大幅に増加したが、GDPBベースのインプラントでは依然として高かった。

結論:私たちの研究結果は、骨再生を誘導するための足場として使用される GDPB と β-TCP は、組織工学構造に DPSC を追加することで効果が得られる可能性があることを示しています。