ホウ酸塩生理活性ガラスは、骨形成と血管新生を回復させることで、ゾレドロン酸による顎の骨壊死を予防することができた

Borate bioactive glass prevents zoledronate-induced osteonecrosis of the jaw by restoring osteogenesis and angiogenesis.

• Zhifei Su
• Jiehang Li
• Xuan Bai
• Franklin R Tay
• Min Zhang
• Kunneng Liang
• Libang He
• He Yuan
• Jiyao Li

抄録

目的:

ビスフォスフォネート関連顎骨壊死症（BRONJ）は、窒素含有ビスフォスフォネート（N-BP）の全身投与による重篤な合併症であり、骨壊死、疼痛、感染症を引き起こす。しかし、効果的な治療法はまだ確立されていないのが現状である。本研究では、ホウ酸塩生理活性ガラス（BBG）の回復効果をin vitroおよびin vivoで検討することを目的とした。

OBJECTIVES: Bisphosphonate-related osteonecrosis of the jaw (BRONJ) is a severe complication of systemic nitrogen-containing bisphosphonate (N-BP) administration, which leads to osteonecrosis, pain, and infection. Despite much effort, effective remedies are yet to be established. This study aimed to investigate potential recovery effect of borate bioactive glass (BBG) in vitro and in vivo.

方法:

ゾレドロン酸処理した骨髄間葉系細胞（BMSCs）およびヒト臍帯静脈内皮細胞（HUVEC）に対するBBGの効果を細胞計数キット8、EdUアッセイ、フローサイトメトリー、アルカリホスファターゼ染色、アリザリン赤染色、血管新生実験およびリアルタイム定量ポリメラーゼ連鎖反応により検討した。ラットモデルのゾレドロン酸誘発性顎骨壊死に対するBBGの予防効果をmicro-CT、HE染色、免疫組織化学で検討した。

METHODS: The effect of BBG on zoledronate-treated bone marrow mesenchymal cells (BMSCs) and human umbilical vein endothelial cells (HUVECs) was explored by cell counting kit-8, EdU assay, flow cytometry, alkaline phosphatase staining, alizarin red staining, angiogenesis experiment, and real-time quantitative polymerase chain reaction. The preventive effect of BBG on zoledronate-induced osteonecrosis of the jaw in rat model was examined by micro-CT, HE staining, and immunohistochemistry.

結果:

BBGをBMSCおよびHUVECに曝露すると、細胞増殖が増加し、in vitroで骨形成能および血管新生能が回復した。また、BBG投与群では、生理食塩水投与群と比較して、骨密度、骨量・組織量、海綿体数、OCN陽性細胞、CD31陽性細胞が増加し、BRONJ病変は良好に修復された。

RESULTS: Exposure of BBG to BMSCs and HUVECs increased cell proliferation and restored their osteogenesis and angiogenesis potential in vitro. The BRONJ lesions were satisfactorily repaired and bone mineral density, bone volume/tissue volume, trabecula number, OCN-positive cells, and CD31-positive cells were increased in the BBG-treated groups compared with saline-treated groups.

結論:

BMSCとHUVECをBBGに曝露すると、ゾレドロネートで抑制された骨形成と血管新生が回復した。BBGはラットモデルでBRONJの抜歯窩治癒を回復させることに成功した。

CONCLUSIONS: Exposure of BMSCs and HUVECs to BBG restores osteogenesis and angiogenesis inhibited by zoledronate. BBG successfully restores extraction socket healing of BRONJ in rat model.

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