CGFの生体分子、構造、細胞集団の分析。CGF細胞の幹機能と骨形成能の特徴を明らかにする

Analysis of CGF Biomolecules, Structure and Cell Population: Characterization of the Stemness Features of CGF Cells and Osteogenic Potential.

抄録

濃縮成長因子（Concentrated Growth Factor: CGF）は，新しい自己由来のバイオマテリアルであり，再生医療の分野で注目されている。本研究では、CGFの化学的、構造的、生物学的な特性評価を行った。CGFの分子的特性は，GC/MSによる低分子代謝物の定量，ELISAによる成長因子とマトリックスメタロプロテアーゼ（MMP）の放出量の測定で，構造的特性はSEM分析と免疫組織化学で行った。CGFを培養して初代細胞を分離し、フローサイトメトリー、ウェスタンブロット、リアルタイムPCRで表面マーカーを同定した。最後に、CGF初代細胞の骨形成分化を、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と、リアルタイムPCRによる骨形成分化マーカーのmRNAの定量化で評価した。その結果、CGFは複雑な内部構造を持ち、成長因子や代謝物、細胞の放出に影響を与えていることがわかった。これらの細胞は、CGFの成長因子の産生と放出を制御している可能性があり、幹の特徴を示し、ミネラル化したマトリックスを産生する骨芽細胞に分化することができる。これらのデータを総合すると、CGFを再生医療に利用するための興味深い新しい視点が浮かび上がってくる。

Concentrated Growth Factors (CGF) represent new autologous (blood-derived biomaterial), attracting growing interest in the field of regenerative medicine. In this study, the chemical, structural, and biological characterization of CGF was carried out. CGF molecular characterization was performed by GC/MS to quantify small metabolites and by ELISA to measure growth factors and matrix metalloproteinases (MMPs) release; structural CGF characterization was carried out by SEM analysis and immunohistochemistry; CGF has been cultured, and its primary cells were isolated for the identification of their surface markers by flow cytometry, Western blot, and real-time PCR; finally, the osteogenic differentiation of CGF primary cells was evaluated through matrix mineralization by alizarin red staining and through mRNA quantification of osteogenic differentiation markers by real-time PCR. We found that CGF has a complex inner structure capable of influencing the release of growth factors, metabolites, and cells. These cells, which could regulate the production and release of the CGF growth factors, show stem features and are able to differentiate into osteoblasts producing a mineralized matrix. These data, taken together, highlight interesting new perspectives for the use of CGF in regenerative medicine.