濃縮成長因子（CGF）はヒト骨髄幹細胞の骨形成分化を誘導する

Concentrated Growth Factors (CGF) Induce Osteogenic Differentiation in Human Bone Marrow Stem Cells.

抄録

骨の再生は、重なり合う生物学的プロセスを制御するいくつかの因子によって制御される複雑なプロセスであり、異なる細胞集団間の相互作用を調整している。そのため、安全かつ効率的に骨形成を誘導するための新たな戦略が求められています。Concentrated Growth Factor (CGF)は、Silfradent社の装置で設定された手順に従って静脈血を遠心分離することで得られる自己血液由来の製品である。本研究では、in vitroにおけるヒト骨髄幹細胞（hBMSC）の骨形成分化に対するCGFの影響を調べた。hBMSCをCGFまたは骨形成培地で21日間培養した。骨形成分化は、アルカリホスファターゼ（ALP）酵素活性、アリザリンレッド染色によるマトリックスのミネラル化、リアルタイムPCRとウエスタンブロッティングによる骨形成分化マーカーのmRNAとタンパク質の定量化によって評価した。CGFを投与すると、コントロールと比較してALP活性が刺激され、マトリックスのミネラル化が促進され、骨形成用培地よりも効果的であると考えられた。また、hBMSCは間葉系マーカーを失い、他の骨形成の特徴を示した。本研究では、CGF単独でhBMSCの骨形成分化を誘導できることを初めて示した。CGFをhBMSCの骨誘導に応用することで、組織再生分野における新たな臨床的・バイオテクノロジー的戦略を提供できるかもしれない。

Bone regeneration is a complex process regulated by several factors that control overlapping biological processes, coordinating interactions among distinct cell populations. There is a great interest in identifying new strategies for inducing osteogenesis in a safe and efficient manner. Concentrated Growth Factor (CGF) is an autologous blood derived product obtained by centrifugation of venous blood following the procedure set on the Silfradent device. In this study the effects of CGF on osteogenic differentiation of human Bone Marrow Stem Cells (hBMSC) in vitro have been investigated; hBMSC were cultured with CGF or osteogenic medium, for 21 days. The osteogenic differentiation was evaluated measuring alkaline phosphatase (ALP) enzyme activity, matrix mineralization by alizarin red staining and through mRNA and protein quantification of osteogenic differentiation markers by Real-time PCR and Western blotting, respectively. The treatment with CGF stimulated ALP activity and promoted matrix mineralization compared to control and seems to be more effective than osteogenic medium. Also, hBMSC lost mesenchymal markers and showed other osteogenic features. Our study showed for the first time that CGF alone is able to induce osteogenic differentiation in hBMSC. The application of CGF on hBMSC osteoinduction might offer new clinical and biotechnological strategies in the tissue regeneration field.