自體骨髓間質幹細胞延緩大白鼠節段異體骨移植引起骨消蝕及纖維化之分子機轉研究

大塊異體骨移植在臨床上常被使用在惡性骨腫瘤手術，失敗的全人工關節重建及外傷後骨骼重建，原因是它和自體腸骨移植比較之好處為沒有取骨處併發症，沒有骨骼大小限制，而且在和受贈者肌腱癒合上比金屬要好，但是截骨處不癒合為異體骨移植常見併發症，降低此一併發症為提高異體骨移植成功率重要課題之一；病理學發現異體骨引發骨不癒合與斷骨處過度骨消蝕及纖維化有關，然其分子機轉仍未明確。骨髓間質幹細胞具有分為骨、軟骨及肌肉前質細胞等多功能潛力，為當前骨骼肌肉組織再生重要細胞來源。此外間質幹細胞亦被發現經由TGF-b1 訊息調控分泌蝕骨細胞調控因子osteoproteogerin (OPG), receptor activator NFkB ligand (RANKL)及抗發炎等作用，具有降低骨質過度轉換(bone turnover)與調控移植免疫排斥等潛力。我們的初步研究成果發現：異體骨移植至大白鼠股骨segmental defect 處，接合處有顯著蝕骨細胞堆積及纖維化組織生成，以自體間質幹細胞治療可降低蝕骨細胞數量及促進骨痂生成及癒合；同時增加TGF-β1 表現並抑制IL-6 及蝕骨細胞促進因子(RANKL)表現。因此，我們推論：骨髓間質幹細胞可能藉由分泌生長因子(TGF-β1)促進間質幹細胞及defect 週邊骨細胞分泌RANKL 或OPG 而抑制蝕骨細胞生長分化之因子，進而改善接合處過度骨轉換其促進癒合。為 驗證此一理論，我們的研究計畫如下：第一年計畫：運用綠色螢光基因轉植大白鼠並擴大實驗規模深入探討異體骨移植後，受捐者血液及組織發炎因子及蝕骨前質細胞之變化；並釐清骨髓間質幹細胞治療對調控蝕骨細胞活化及defect 癒合間之顯微結構變化。第二年計畫：運用體外培養細胞模式分析初代間質幹細胞、蝕骨前質細胞及異體骨三者間交互作用及發炎、骨生成與骨消蝕作用之消長及其細胞訊息傳遞。第三年計畫：運用骨消蝕調控藥劑，發展促進異體骨移植癒合之生化及藥理調控策略。

系統編號:PC10001-0098
原計畫編號:NSC98-2314-B182A-104-MY3