JMT日本干细胞中心-骨再生医疗③

　　3.间充质干细胞的体内(in vivo)骨形成

　　这样，可以使用骨髓源间充质干细胞在培养皿上激发骨形成。但是，如果可以用细胞在培养皿上构筑骨的话，那么单纯将细胞移植到生物体内骨就不能形成了吗?关于这一点，俄国的Friedenstein等人有先驱成就。他们将骨髓本身或从骨髓生长的间充质干细胞移植到肾膜中，或将细胞限制在称为扩散室的封闭空间中，已经证明该扩散室不允许细胞通过但允许诸如蛋白质之类的分子通过，通过移植(皮下)发生了骨髓形成，并且据报道通过将细胞自身移植到体内从而激发了骨形成。但是，这些肾皮膜内移植和使用膛室的移植方法，不能应用于普通的骨病。因此，我们考虑了适合临床应用的实验模型。当初，将细胞本身移植到生物体，试图观察骨形成情况，但遗憾的是，移植的细胞只停留在移植部位，并没有形成成骨。因此，我们认识到需要一种能够保存细胞的载体，并将所使用的载体定为可用于临床的陶瓷。所使用的陶瓷是直径约200um、有无数孔的多孔羟基磷灰石陶瓷。通过使用该陶瓷，骨髓细胞本身也在陶瓷的气孔内激发骨形成(图3A) 13。但是骨髓在体内增加间叶系细胞需要时间，所以明显的骨形成需要4周时间。为了缩短这一期间，通过事先在生物体外从骨髓中培养和增殖间充质干细胞，并将培养的间充质干细胞播散到陶瓷中并移植到生物体内，确认了较早的骨形成(图3B)。

　　如上所述，可以通过将细胞与能够保留细胞的载体结合而在体内激发骨形成，但是这需要时间。在这方面，如上所述，我们确立了在生物体外预先构建骨组织(培养骨制作)的技术。可以考虑利用该培养骨在生物体内进行骨再生。但是，生物体外构筑的组织，移植后能否在活体内维持其组织/细胞活性，仍是一个疑问。为了回答这个问题，我们首先通过陶瓷培养引起生物体外骨骼形成。然后，通过将激发骨形成的陶瓷(培养骨)移植到小白鼠的皮下，成功诱导出更多的新生骨组织。即，移植的培养骨进一步将混合在陶瓷孔中的间充质干细胞诱导为成骨细胞，或诱导源自受体的未分化细胞分化为成骨细胞，并使用这些成骨细胞，成功激发了新的骨形成。 即使在移植后一周，也可以检测到这种新的骨组织，很明显，培养的骨具有新的再生骨的能力(图3C)。