近年.生命科学と工学が関与する骨組織工学技術は.骨の修復や再建の分野で重要な研究分野となっています。 研究者は通常.in vitroで展開し.骨形成誘導のために培養した単離自己間葉系幹細胞を用い.足場材と複合化させて生体内に移植するための組織工学的な骨を構築しています。 しかし.このアプローチでは.細胞培養により十分な量の骨形成能を有する種細胞を得ることが重要であり.また.種細胞のin vitroでの長期間の拡大や誘導培養中の細胞の表現型特性の維持が解決すべき課題であった。 近年.吸引した脂肪組織由来の多能性細胞が.組織工学応用の種細胞として大きな成功を収めています。 現在.脂肪組織は人体で最大の貯蔵庫であり.応用のための入手や採取が最も容易な組織であり.臨床応用に大きな期待が寄せられている。 しかし.遺伝子組換え経路を用いた標的型骨形成分化誘導は.ウイルスベクター適用の安全性や遺伝子発現の時空間制御など多くの課題があり.骨形成化学物質を用いた骨形成分化誘導は.誘導・培養時間が長く.細胞汚染のリスクや細胞表現型の変換など.臨床適用の可能性が制限されている。 その結果.ALP活性はPRP群では誘導後14日目にピークを迎えたのに対し.コントロール群では誘導後18日目にピークを迎え.前者のピークが後者のピークより有意に高いことがわかりました。 また.各時点における両群間のALP活性にも有意差があり.すなわち前者が後者より有意に高かった。 一般に.ALPは骨芽細胞分化の初期マーカーであり.in vitro石灰化において重要な役割を果たし.骨形成前駆細胞で発現が始まり.移行期および分泌期骨芽細胞でさらに増加するが.成熟骨芽細胞では減少し.そのレベルは細胞の分化の程度と相関していると考えられている。 したがって.ALP活性のレベルは.細胞が骨芽細胞に変化していく傾向をより客観的に示す指標となる。 我々の解析によると.PRPによるADSCSのALP活性の上昇は.骨形成誘導培地中のデキサメタゾンが細胞のアルカリホスファターゼ量を増加させ.PRPが放出するTGFβ様サイトカインが間葉系細胞の増殖と分化を刺激し.骨芽細胞の増殖を促進するためであると考えられる。 細胞の増殖は.膜結合タンパク質であるALPの増加を伴います。 その後.細胞のミネラル化結節のアッセイを行ったところ.14日間in vitroで培養した細胞/担体複合体は.Von Kossa染色により両担体の孔裏が多層に黒く染まり.多量のカルシウム塩沈着が示唆され.PRP群ではコントロール群より高いことがわかりました。 主なメカニズムは.ALPが有機ホスファターゼを加水分解し.局所のPO+4濃度を上昇させ.石灰化阻害物質を破壊することで.石灰化を開始させることができると考えられる。 誘導14日目の時点で.ALP活性はコントロール群よりPRP群で有意に高く.それがカルシウム塩沈着量の有意な高さに反映されていた。 結論として.この実験研究の結果は.PRPがin vitroで細胞の急速な骨芽細胞表現型変換を効果的に促進し.細胞のALP活性を著しく高め.細胞の細胞外マトリックスの鉱物化能力を向上させることを示している。 これに基づき.この改良されたin vitro細胞培養法は.in vitro培養に費やす時間を短縮し.in vitro操作による汚染の可能性を低減し.さらに長期培養後の細胞の表現型変換のリスクを低減することから.臨床的意義があると考えられます。 さらにin vivoでの移植試験を行うには.より良いin vivoでの骨形成の結果を得るために.ベクター設計の最適化と細胞/ベクター複合体比の調整が必要となります。