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オステオガインと骨移植材を組み合わせて曝露したPDL細胞の遺伝子配列の解析
Gene array of PDL cells exposed to Osteogain in combination with a bone grafting material.
PMID: 26744181 DOI: 10.1007/s00784-015-1702-2.
抄録
目的:
本研究の目的は、骨芽細胞の分化に関与するサイトカイン、転写因子、細胞外マトリックス蛋白質の広範な遺伝子へのオステオゲインの影響を調べることである。
OBJECTIVES: The aim of the present study was to investigate the effects of Osteogain, a new formulation of enamel matrix derivative (EMD) in combination with a grafting material on a wide variety of genes for cytokines, transcription factors and extracellular matrix proteins involved in osteoblast differentiation.
材料および方法:
ヒト歯周靭帯（PDL）初代細胞をオステオゲインでコーティングした天然骨粉（NBM）粒子上に 24 時間播種し、ヒト骨形成遺伝子スーパーアレイキットを用いて制御された遺伝子発現を解析した。骨芽細胞関連遺伝子には、骨の鉱物化、骨化、骨代謝、細胞増殖、分化の過程で転写される遺伝子のほか、細胞外マトリックス分子、転写因子、細胞接着分子を代表する遺伝子産物が含まれている。
MATERIALS AND METHODS: Primary human periodontal ligament (PDL) cells were seeded on natural bone mineral (NBM) particles coated with Osteogain for 24 h and analyzed for regulated gene expression using a human osteogenesis gene super-array kit. Osteoblast-related genes include those transcribed during bone mineralization, ossification, bone metabolism, cell growth and differentiation as well as gene products representing extracellular matrix molecules, transcription factors and cell adhesion molecules.
結果:
オステオゲインは、骨形態形成タンパク質 2（BMP2）、TGFβ1、線維芽細胞成長因子（FGF）、上皮成長因子（EGF）、血小板由来成長因子（PDGF）、およびそれらに関連する受容体を含む 100 種類の遺伝子のうち 20 種類以上の発現を有意に上昇させました。また、オステオガインは、コラーゲン1α2やアルカリホスファターゼなどの骨芽細胞分化マーカーやフィブロネクチンなどの細胞接着分子、インテグリン結合タンパク質などの遺伝子発現を促進しました。また、オステオゲインはカルシトニン受容体の発現を55倍、アネキシンA5遺伝子の発現を12倍以上に促進した。
RESULTS: Osteogain significantly upregulated the expression of over 20 of the 100 genes examined including bone morphogenetic protein 2 (BMP2), TGFβ1, fibroblast growth factor (FGF), epidermal growth factor (EGF) and platelet-derived growth factor (PDGF) as well as some of their associated receptors. Osteogain also promoted gene expression of a number of osteoblast differentiation markers including collagen1α2 and alkaline phosphatase as well as cell adhesion molecules including fibronectin and a variety of integrin binding proteins. Interestingly, Osteogain promoted calcitonin receptor 55-fold and also promoted annexin A5 gene expression over 12-fold.
結論:
本研究では、オステオガインが骨移植材と組み合わせることで、成長因子やサイトカインを含む様々な遺伝子の発現をアップレギュレートまたはダウンレギュレートできることを明らかにした。
CONCLUSION: The present study demonstrates that Osteogain is capable of either upregulating or downregulating the expression of a wide variety of genes including those for growth factors and cytokines when combined with a bone grafting material.
臨床結果:
本研究の結果は、骨形成をサポートする様々な遺伝子にわたって、オステオゲインを骨移植材に添加することで、大きく強力な効果を発揮することを示しています。
CLINICAL RELEVANCE: The results from the present study demonstrate the large and potent effect of addition of Osteogain in combination to a bone grafting material over a wide variety of genes supporting osteogenesis.