腸骨稜自家移植片と橈骨遠位端自家移植片は、細胞内在性の機能的差異を示す

Iliac Crest and Distal Radius Autografts Exhibit Distinct Cell-Intrinsic Functional Differences.

抄録

目的:

自家骨移植片は、骨伝導性、骨誘導性、骨形成性を示す。手外科医は、骨折の治癒を促進するために、自家骨移植片を用いて外科的固定を補強するのが一般的である。本研究では、手外科で一般的に使用される2種類の自家骨移植片（腸骨稜と橈骨遠位端）の内在性幹細胞様特性を比較した。

PURPOSE: Autologous bone grafts demonstrate osteoconductive, osteoinductive, and osteogenic properties. Hand surgeons commonly augment surgical fixation with autografts to promote fracture healing. This study compared the intrinsic stem cell-like properties of 2 commonly used autograft sources in hand surgery: the iliac crest and distal radius.

方法:

橈骨遠位端の癒合不全または癒合不全の矯正、あるいは舟状骨癒合不全の観血的整復および内固定術の標準治療の一環として、腸骨稜骨移植および橈骨遠位端骨移植の採取を受けた合計9名の被験者を本研究に登録した。細胞は連続コラゲナーゼ消化により単離し、線維芽細胞コロニー形成単位、骨形成、脂肪形成アッセイに供した。骨形成および脂肪形成に関与する遺伝子の発現レベルは、定量的ポリメラーゼ連鎖反応を用いて確認した。

METHODS: A total of 9 subjects who received an iliac crest bone graft and distal radius bone graft harvest as a part of the standard care of distal radius malunion or nonunion correction or scaphoid nonunion open reduction and internal fixation were enrolled in the study. Cells were isolated by serial collagenase digestion and subjected to fibroblast colony-forming units, osteogenesis, and adipogenesis assays. The expression levels of genes involved in osteogenesis and adipogenesis were confirmed using quantitative polymerase chain reaction.

結果:

腸骨稜骨移植片から単離された細胞は、橈骨遠位端骨移植片から単離された細胞と比較して、有意に高い平均線維芽細胞コロニー形成単位効率、アリザリンレッド定量法による骨形成の増加、オイルレッドO定量法による脂肪形成の増加、およびそれぞれの分化条件下での骨形成および脂肪形成に関与する遺伝子の高い発現レベルを示した。

RESULTS: The cells isolated from the iliac crest bone graft compared with those isolated from the distal radius bone graft demonstrated significantly higher mean fibroblast colony-forming unit efficiency; increased osteogenesis, as measured using alizarin red quantification; increased adipogenesis, as measured using oil red O quantification; and higher expression levels of genes involved in osteogenesis and adipogenesis under the respective differentiation conditions.

結論:

腸骨稜骨移植片から単離された細胞は、線維芽細胞のコロニー形成単位能力が高く、骨形成と脂肪形成の両方の能力が高いことが示された。

CONCLUSIONS: The cells isolated from the iliac crest bone graft demonstrated a higher fibroblast colony-forming unit capacity and an increased capability to undergo both osteogenesis and adipogenesis.

臨床的関連性:

手や手首の手術において、腸骨稜と橈骨遠位端が広く使用されているにもかかわらず、腸骨稜と橈骨遠位端の内在性幹細胞様特性を比較した証拠は限られている。この調査から得られた情報は、手関節外科医が自家移植のソースを選択する際に役立つであろう。

CLINICAL RELEVANCE: Limited evidence exists comparing the intrinsic stem cell-like properties of the iliac crest and distal radius despite the widespread use of each source in hand and wrist surgery. The information from this investigation may assist hand and wrist surgeons with the selection of a source of autograft.