Research Abstract


Bone regeneration by polyhedral microcrystals from silkworm virus

2012年12月6日 Scientific Reports 2 : 935 doi: 10.1038/srep00935

カイコ(Bombyx mori)サイポウイルスは、カイコの収繭量の大幅な低下を引き起こす主要な病原体の1つである。これは、サイポウイルスの粒子が多角体と呼ばれるマイクロメートルサイズのタンパク質結晶に包埋されており、長年にわたって過酷な環境条件で感染性を保つことができるからである。しかし、この多角体の顕著な安定性は、組織工学のためのサイトカイン徐放剤のキャリアーに応用できる。本論文では、多角体に包埋されたbone morphogenetic protein-2(BMP-2)によって自然治癒不可能な大きさの骨欠損を完全に治癒できることを示す。吸収性のコラーゲンスポンジにBMP-2を含浸させるだけでは、最初のBMP-2の放出が急激で徐放性に劣るため、骨欠損の完全な治癒が見られなかった。それは、コラーゲンスポンジに大用量のBMP-2を含浸させた場合も同様であった。これに対して、BMP-2を多角体に包埋後コラーゲンスポンジに含浸させた場合は、完全な骨欠損の修復が見られた。このことから、BMP-2包埋多角体微結晶は骨再生治療の効果を高めるものと期待される。

松本 剛一1*, 上田 崇代2, 下山 淳子1, 井尻 宏志2, 大見 寧1, 夕部 寿人1, 杉田 好彦3, 久保 勝俊3, 前田 初彦3, 木下 靱彦3, Duverney Gaviria Arias4, 島袋 順二2, 小谷 英治2, 川真田 伸5 & 森 肇2, 6*

  1. 神奈川歯科大学 顎顔面外科学講座
  2. 京都工芸繊維大学 昆虫バイオメディカル教育研究センター
  3. 愛知学院大学 歯学部 口腔病理学講座
  4. ペレイラ工科大学(コロンビア)
  5. 公益財団法人 先端医療振興財団 再生医療基盤研究グループ
  6. 株式会社 プロテインクリスタル

    *本研究は、松本 剛一、森 肇の2研究者が同等に貢献した成果として論文発表しています。

Bombyx mori cypovirus is a major pathogen which causes significant losses in silkworm cocoon harvests because the virus particles are embedded in micrometer-sized protein crystals called polyhedra and can remain infectious in harsh environmental conditions for years. But the remarkable stability of polyhedra can be applied on slow-release carriers of cytokines for tissue engineering. Here we show the complete healing in critical-sized bone defects by bone morphogenetic protein-2 (BMP-2) encapsulated polyhedra. Although absorbable collagen sponge (ACS) safely and effectively delivers recombinant human BMP-2 (rhBMP-2) into healing tissue, the current therapeutic regimens release rhBMP-2 at an initially high rate after which the rate declines rapidly. ACS impregnated with BMP-2 polyhedra had enough osteogenic activity to promote complete healing in critical-sized bone defects, but ACS with a high dose of rhBMP-2 showed incomplete bone healing, indicating that polyhedral microcrystals containing BMP-2 promise to advance the state of the art of bone healing.