多能性間質細胞におけるカノニカルWntシグナル伝達の薬理学的調節による骨誘導療法の改善

骨髄からのヒト間葉系幹細胞（hMSCs）は、in vivoでの骨芽細胞前駆体と見なされ、in vitroで骨芽細胞に分化します。カノニカルなウィングレス（Wnt）経路による肯定的信号は、MSCsが骨芽細胞に分化するために重要です。それに対して、ペルオキシソーム増殖因子活性化受容体-ガンマ（PPARgamma）を介した経路の活性化は、脂肪生成を引き起こします。したがって、私たちはhMSCsによる骨生成に対するグリコーゲン合成酵素キナーゼ-3ベータ（GSK3beta）阻害剤とPPARgamma阻害剤の効果を比較しました。両化合物は、Wntシグナル伝達の活性化と一致する形で、ベータカテニンとGSK3betaの細胞内分布を変化させました。骨生成促進剤とともに、GSK3beta阻害剤6-ブロモ-インディルビン-3'-オキシム（BIO）とPPARgamma阻害剤GW9662（GW）は、hMSCsによる初期骨生成マーカーであるアルカリフォスファターゼ（ALP）およびオステオプロテリン（OPG）を増加させ、トランスクリプトーム分析によって骨関連構造タンパク質をコードする遺伝子の上方調節が示されました。阻害剤の高用量では、ALPレベルが低下しましたが、デキサメタゾン誘導のバイオミネラリゼーションは加速されました。hMSCsがBIOまたはGWで前処理され、実験的に誘導された自己治癒がない頭蓋骨欠損部に移植された際、GW治療は細胞の骨病変修復能力を著しく増大させましたが、BIO治療には有意な効果はありませんでした。さらなる調査では、GWとは異なり、BIOがin vitroで細胞周期を抑制することが示されました。さらに、GW治療は好中球およびマクロファージによる細胞拒絶を悪化させる可能性のあるケモカインの発現を有意に減少させることがわかりました。これらのデータは、hMSCsの準備中にPPARgamma阻害剤を使用することで、細胞の骨生成細胞療法の能力が高まる可能性を示唆していますが、BIOのようなアデニン類似体はin vitroおよびin vivoでhMSC Preparationsの生存能力に悪影響を与える可能性があります。