利用转录因子用于骨/软骨再生的植入物制造技术

本发明专利技术提供通过允许携带转录因子基因的病毒载体在体内持续释放和转录因子活性的持续维持而能实现良好的骨／软骨再生的植入物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及利用转录因子的植入物。更具体地，本专利技术涉及通过允许携带转录因子基因的病毒载体在体内持续释放以维持转录因子活性而能实现良好的骨/软骨再生的植入物。
技术介绍
骨为具有有限再生能力的组织，因而其修复需要移植自体组织或用人造植入物进行填充或置换。然而，自体骨的使用加给病人沉重的负担，并且因而其能获得的量是有限的。另外，从人造植入物不能获得期望的与生物骨一样好的强度、机械特性和生物相容性。与此同时，有关“再生医学”的研究已有了进展。在再生医学中，体外培养从身体收集的细胞并且组织重建与体内的那些尽可能相似的组织。随后将所形成的组织返回至身体。如果所述研究取得结果，其将产生用于修复组织缺损的最理想的疗法。再生医学领域存在几个关键的问题。例如，细胞需要通过体外细胞培养增值和分化以尽可能快地得到目的组织。另外，体内移植后移植的组织需要快速地被调整至缺损处，并且重建。为了解决上述问题，已知一些技术，其中向细胞中直接添加负责细胞分化的细胞因子(体液因子)。已知技术的实例包括在吸收了TGF-β1的胶原海绵中培养骨髓细胞的技术(日本专利公开(Kokia)2001-316285A)和利用包含bFGF的胶原-软骨细胞复合材料的再生软骨组织的材料(日本专利公开(Kokia)8-3199A(1996))。然而，在这些其中生长因子被直接添加至细胞的技术中，生长因子快速扩散至全身，并且其活性不能维持足够长的时间。已经尝试了其中生长因子基因通过脂转染而被直接导入细胞中的方法。所述技术在已建立的细胞系中是有些效果的，虽然发现在原代培养细胞中的转染效率几乎为0。最近，许多研究者已发现转录因子，尤其是矮小(runt)和螺旋-环-螺旋(HLH)类型的转录因子，在成骨细胞分化中起着重要的作用。例如，已报道矮小转录因子、Pebp2alphaA(Pebp2αA)/Cbfαl和HLH转录因子，例如Scleraxis、Id-1和I-mfa在成骨细胞分化中起着重要作用(Komori，T.等.，1997，Cell 89，p755-764；Acampora，D.等.1999，Development 126，p3795-3809；Tribioli，C.等.，Development 126，p5699-5711；Satokata，I.等.，200，Nature Genet.24，p391-395；Cserjesi，P.等.，1995，Development 121，p1099-1110；Ng，L.J.等.，1997，Dev.Biol.183，p108-121)。本专利技术人已报道了高质量的骨/软骨组织的再生可通过培养和组织其中转录因子(Cbfαl)基因已通过如β-TCP的生物可降解支架材料的使用而被导入的成骨细胞(H，Kojima，T.Uemura，2002，MolecularBiology of the Cell，Vol.13 supplement，p543a；Toshimasa Uemura，Hiroko Kojima，2002，Tissue Engineering，Vol.8，No.6，p1129)以及将该复合材料移植入体内而实现(WO03/011343)。该技术由于有效的骨/软骨再生的可行性而是优良的。然而，包括从病人中分离细胞、组织的离体构建和将所述的细胞移植至身体的方法在临床上是困难的。专利技术公开本专利技术的一个目的是提供在整形外科和牙科领域中用于骨/软骨再生的更简单和更安全的方法。为了实现上述目的，本专利技术人已进行了集中研究。结果，他们找到了通过使用生物相容性材料如β-TCP或羟基磷灰石能使用于导入转录因子基因的病毒载体在体内持续释放的方法。本专利技术人证实所述方法通过使用达到再生程度的少量病毒载体能实现骨/软骨的再生，所述再生是通过涉及其中已导入了转录因子基因的细胞的移植的方法而实现的。此导致本专利技术的完成。具体地，本专利技术涉及用于骨/软骨再生的植入物，该植入物由包含其中已导入骨-/软骨-可诱导的转录因子基因的腺病毒或逆转录病毒载体的生物相容性材料组成。本专利技术的植入物可包括，作为骨-/软骨-可诱导的转录因子，选自例如Cbfα1、Dlx-5、Bapx1、Msx2、Scleraxis和Sox9的至少一种成员。Cbfα1是特别优选的。可用于本专利技术移植物的生物相容性材料的实例包括羟基磷灰石、α-TCP、β-TCP、胶原、聚乳酸、透明质酸、聚乙醇酸及其任何杂合体。β-TCP是特别优选的。根据本专利技术，促进骨/软骨体内再生的转录因子的活性维持很长时间，并且损伤的骨/软骨能够得到满意的再生。之后，将更详细地描述本专利技术。本专利技术涉及植入物，它由吸收携带骨-/软骨-可诱导的转录因子基因的病毒载体的生物相容性材料组成。所述植入物用于牙科和整形外科领域中的骨/软骨，如牙槽骨和股骨的再生。1.转录因子在本专利技术中应用的转录因子为诱导未成熟细胞分化为骨/软骨细胞的骨-/软骨-可诱导的转录因子。其实例包括Cbfα1、Dlx-5、Bapx1、Msx2、Scleraxis和Sox9。Cbfα1为Kyoto University的Ogawa等.1993年克隆的转录因子并且由Osaka University的Komori等.(Komori，T.等.，1997，Cell 89，755-764)证实为诱导间充质干细胞分化为成骨细胞所不可缺少的。Cbfα1具有两种异构型，til-1和pebp2αA。Dlx-5为果蝇无远端(distalless)(Dll)基因的同系物，并且其为与软骨膜和内孢壁的骨化相关的转录因子(Acampora，D.等.，1999，Development126，3795-3809)。Bapx1为果蝇袋管(bagpipe)同源异形盒基因的同系物，其尤其与间充质干细胞分化为脊索软骨细胞相关，并且其被认为是Cbfα1基因的调控基因(Tribioli，C.等.，1999，Development126，5699-5711)。Msx2为果蝇肌节同源异形盒(Msh)基因的同系物，其与颅盖骨化相关，并且其被认为是Cbfα1基因的调控基因(Satokata，I.等.，2000，Nature Genet.24，391-395)。Scleraxis是与诱导间充质干细胞分化为软骨细胞或结缔组织相关的转录因子(Cserjesi，P.等.，1995，Development 121，1099-1110)。Sox9在软骨细胞中表达并且其调控与例如II型胶原的软骨分化相关的基因的表达(Ng，L.J.等.，1997，Dev.Biol.183，108-121)。虽然源于作为移植目标的哺乳动物的转录因子是优选的，但是用于本专利技术的转录因子的来源不受特别限制。当想要再生人骨/软骨时，相应地，优选使用获自人的转录因子。当想要再生鼠科骨/软骨时，相应地，优选使用获自小鼠的转录因子。在本说明书中，骨-/软骨-可诱导的转录因子，例如Cbfα1、Dlx-5、Bapx1、Msx2、Scleraxis和Sox9包括其同源物。此处使用的术语“同源物”是指同源基因，以及具有进化上相同的起源和类似的结构和功能的基因，虽然其为不同类型。所述基因的核酸序列是已知的并且相同的信息可从GenBank或类似的公共数据库获得。例如，源自鼠科成本文档来自技高网...

【技术保护点】
由包含携带骨－／软骨－可诱导的转录因子基因的腺病毒或逆转录病毒载体的生物相容性材料组成的植入物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2003-10-15 355505/20031.由包含携带骨-/软骨-可诱导的转录因子基因的腺病毒或逆转录病毒载体的生物相容性材料组成的植入物。2.根据权利要求1的植入物，其中骨-/软骨-可诱导的转录因子是选自Cbfα1、Dlx-5、Bapx1、Msx2、Scle...

【专利技术属性】
技术研发人员：小岛弘子，植村寿公，
申请(专利权)人：独立行政法人科学技术振兴机构，
类型：发明
国别省市：JP[日本]