How to CULTURE BONE CELLS on BIOLAMININ SUBSTRATES

High expression of laminin isoforms in bone microenvironment

骨髄には骨細胞、骨芽細胞、破骨細胞、骨形成細胞（幹細胞）や裏打ち細胞などの骨が存在する。 ヒトの骨髄微小環境にはいくつかのラミニンファミリータンパクが発現しており、ラミニン411/421とラミニン511/521が最も多く、ヒト骨髄間質細胞によって合成されている。 ラミニンアイソフォーム111、331、332もヒト骨髄微小環境で発現している（Siler, 2000）。 ラミニン332は、骨表面に局在する初代骨芽細胞や骨芽細胞様細胞の周囲に特異的に発現している（上原、2017）＜6649＞＜3310＞LN332は破骨細胞形成を負に制御し骨原性分化を促進する＜5781＞＜5686＞ドイツの研究者による発表では、ラミニン332が付着を促進し、プラスチックと比較して、ラミニン332によって骨原性分化は著しく増加した（Mittag、2012）。 また、ラミニン332（は、RANKLによる破骨細胞形成を顕著に抑制することが示されている（上原、2017）。 この抑制は、ラミニンがインテグリン受容体α3β1、α6β1、α6β4と結合することで行われると考えられている（Uehara, 2017; Hashimoto, 2006）。 ラミニン332は培養中の初代骨芽細胞で発現し、ラミニンg2鎖は発生期の軟骨細胞で一過性に発現する（Uehara, 2017; Hashimoto, 2006）。 ラミニン332の発現は破骨細胞形成因子によって負に制御されており、LN332は骨組織において時空間的に破骨細胞形成を規定する新規の負の制御因子であることが示唆された（上原, 2017）。 また、Laminin 332は、アポトーシスの誘導や細胞増殖の抑制を行わずに、BM-MSCの軟骨分化を抑制することが示されている（Hashimoto, 2005; Hashimoto, 2006）。 しかし、laminin 332は、MSCの骨形成分化には影響を与えなかった（Hashimoto, 2006）。 これらの結果から、ラミニン332は、MSCの増殖を促進し、軟骨分化を抑制することにより、骨組織の発生に寄与している可能性が示唆された。

LN511およびLN521上でのBM-MSCの最適な接着、成長、増殖

ラミニン511および521は骨髄に最も多く存在するアイソフォームで、in vitroで培養した骨髄由来の間葉系幹細胞（BM-MSCs）はかなりの量でα5、α4、α3、α1、β2を合成していることがわかっています（Seeger、2015年; Siler, 2000; Hashimoto, 2006）。 当然ながら、ラミニン511および521は、ヒトCD34+細胞株と強い接着性相互作用を有することが示されている（Siler, 2000）。 しかし、MSCsはlaminin 111、211、221にはあまり接着しない(Sun, 2017)。 ラミニン511、521および332は、インテグリンα6β1およびα3β1への結合を介して、最も強いBM-MSCの成長および増殖速度を促進し、これらの細胞の分裂活性および移動に影響を与える（Siler、2000、Sun、2017、Hashimoto、2005、Hashimoto、2006）。 YangとXiaoによる最近の出版物では、著者らは、ラミニン521とラミニン511上での骨髄MSC（BM-MSC）の培養のためのプロトコルを提示している。 両方のラミニンアイソフォームは、コーティングされていないウェルと比較して著しく速く、強い接着を示し、コーティングされていないプラットと比較してより少ない細胞数の播種をサポートします（Yang and Xiao, 2016）。 細胞シートの形成に対する異なるECMコーティングの効果を調査したところ、ラミニン521の成功率が最も高いという結果が得られました（Jiang, 2016）。 ラミニン521でコーティングしたTiO2ナノドット膜上で培養した骨髄間葉系幹細胞（BMSC）は急速に接着・拡散し、生存率の良い無傷の細胞を形成することで骨形成が改善されました。 機械的な削り取りと比較して、この光誘導法は、より良い生存率と骨形成が向上したBMSCシート-インプラント複合体を作製する、より堅牢な戦略を提供する（Jiang, 2016）

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