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[課題1]Bone sialoprotein regulates osseointegration through blood coagulation pathway
*Naoto Koyama1, Atsuhiro Nagasaki1, Masahiro Yamada2, Hiroshi Egusa1 (1. Division of Molecular and Regenerative Prosthodontics, Tohoku University Graduate School of Dentistry, 2. Division of Mechanobiology and Biomedical-Dental Engineering, Tohoku University Graduate School of Biomedical Engineering)
【目的】 オッセオインテグレーションは、インプラント治療の予後を左右する重要な生物学的過程であるが、これを制御する生体分子は明らかになっていない。インプラント埋入後にインプラント体表面に形成されるフィブリン血餅は、周囲骨組織からの骨芽細胞遊走を促し、オッセオインテグレーションの確立に不可欠である。骨シアロタンパク質（BSP／Ibsp）はSIBLINGファミリーに属する骨基質関連細胞外マトリックスであり、石灰化において重要な役割を果たす。さらに、血小板は活性化に伴い血中にBSPを放出することが報告されているが、BSPが血小板機能や止血反応にどのように関与し、オッセオインテグレーションに影響を及ぼすかについては十分に解明されていない。本研究では、これらに関し、BSP欠損（Ibsp-/-）マウスを用いて評価を行なった。【方法】 野生型（WT）およびIbsp-/-マウスの上顎第一臼歯抜歯後にインプラントを埋入し、オッセオインテグレーション強度評価、組織学的解析、ならびにRNA-seqによるインプラント周囲骨組織の網羅的遺伝子発現解析を行った。また、骨髄間質細胞（BMSC）をチタン上に播種し、骨芽細胞分化誘導培地下で培養して、石灰化能および遺伝子発現への影響を検討した。さらに、血液凝固系に与える影響を検討するため、マウス尾部にて止血時間を測定し、血液凝固能を評価し、走査型電子顕微鏡によりトロンビン刺激後の血小板形態を解析した。【結果と考察】 Ibsp-/-マウスでは、インプラント周囲骨組織の形成量が低下し、オッセオインテグレーション強度は54.0%減少していた。興味深いことに、インプラント周囲組織では、他のSIBLING骨基質関連遺伝子であるDmp1やSpp1の発現が代償的に上昇していた。同様に、Ibsp-/-マウス由来BMSCでは、石灰化能や骨芽細胞分化マーカーの発現が低下した一方で、Dmp1やSpp1の発現は上昇していた。さらに、Ibsp-/-マウスでは止血時間が2.8倍に延長し、振動刺激による再出血回数も3.5倍に増加していた。活性化血小板はWTの真円型と比較して不整な形態を示した。以上から、BSPは血小板機能を介してインプラント周囲骨組織の形成に関与し、オッセオインテグレーションに重要な分子であることが示唆された。