機能的、器質的に傷害(あるいは欠損)された組織の修復は、医学において最も重要な課題の一つである。現在行われている組織移植という手段は組織採取部位の犠牲を必要とするため、これにとって代わる方法が求められている。近年新しい概念として培養細胞を利用した組織形成、すなわちTissue Engineeringの研究が進められている。しかしこのTissue Engineeringにはいくつかの問題点があり、それは細胞の分化と増殖のコントロールをいかに行うかということと、培養された細胞をどのような形で移植するか、すなわち足場(scaffold)の問題である。培養技術の発達により、脱分化を起こさないように細胞を増殖をさせることは可能となってきた。しかし生体に未分化なままの培養細胞を移植した後に、確実に分化を行わせることは困難である。一方Ilizarov、De Bastianiらによって開発された骨延長手術は、近年の創外固定器の発達に伴ない急速に普及してきた。しかし組織の損傷が高度な症例では骨新生の遷延などにより延長が失敗に終ることもまれではない。骨延長の際に骨新生に大きくかかわっているのは骨膜であるとされているが、近年、骨膜よりの細胞の分離、及び培養が可能となっている。そこでわれわれは、骨新生の乏しい骨延長部位にTissue Engineeringの概念を応用し、培養骨膜由来細胞を移植し骨新生が誘導できないかと考え、以下の実験を行った。

　放射線療法、化学療法、外傷などに伴う骨や周囲組織に対する損傷が強い場合、骨延長部位における骨新生は不良であるが、この実験では家兎の脛骨骨膜を除去することによりこの状況を作製することができた。すなわち、コントロールでは骨新生がほとんど見られない。ここに骨膜由来の培養細胞を移植することにより骨新生を促進することができたことから、培養細胞が骨誘導を行ったと考えられる。しかし組織学的には新生骨の中に培養細胞の存在を証明することができなかったため、今後はBrdUではなく別の方法で培養細胞をラベルしてその局在を確認する必要があると思われる。また骨膜由来の細胞のcharacterizationに関しても今後さらなる研究が必要であろう。

　骨形成の不良な骨延長部において培養細胞を利用して骨新生を促進させることができないかと考え本実験を行った。骨形成の不良な骨延長部のモデルとしては白色家兎脛骨における骨延長手術の際に、骨膜除去を行いさらに速いスピードで延長を行うことにより実験モデルを作製した。そして、培養増殖された骨膜由来の細胞は骨形成能を持つことが知られているが、これを骨延長で作製した骨間隙に移植することにより以下の結果を得た。

　1.本実験モデルにおいて、コントロール群、及び培養細胞移植群共に骨延長を終了した時点ではX線上、骨延長した間隙にほとんど骨新生は見られなかった。

　2.培養細胞移植群ではX線上、延長終了後(培養細胞移植後)1週目より骨延長した間隙に骨新生が見られ始め、その後その量は増大して行く像が見られた。しかし延長終了後4週間経過した時点でも脛骨の癒合は見られなかった。

　3.コントロール群では延長終了後4週経過しても、骨延長した間隙にほとんど骨新生は見られなかった。

　4.骨延長した間隙における骨新生量をX線写真をもとにNIHimageを用いて定量したところ、コントロール群と培養細胞移植群との間に有意差(Student t検定、p<0.01)が見られた。

　5.骨延長した間隙を組織学的に検索したところ、培養細胞移植群では骨間隙において培養細胞が生存し、経過を追うことにより骨新生が生じている像がH.E.染色、Azan-Mallory染色で見られた。

　6.コントロール群では、組織学的検索において骨延長した間隙が細胞成分に乏しく膠原線維が延長方向に配列している像が見られた。

　7.BrdU染色法を用いて移植した骨膜由来の培養細胞の生存、及び局在を明らかにした。

　8.その結果培養細胞は骨組織周辺の膠原線維中には存在することが確認されたが、骨組織中にはBrdU陽性細胞は見られなかった。

　近年、あらゆる培養細胞を治療に利用することが考えられているが、臨床応用については問題点も多い。本実験はTissue Engineeringの手法を臨床応用していく上で、一つの方向を示したと考える。