骨膜前駆細胞におけるプロスタグランジンEP-1受容体の阻害は、骨芽細胞の分化と骨折修復を促進します

骨折治癒は、間葉系前駆細胞（MPC）の動員、増殖、および分化を含む複雑で統合されたプロセスであり、最終的に骨再生をもたらします。プロスタグランジンE2（PGE2）は、骨代謝の重要な調節因子であり、骨折治癒に同化効果があります。私たちの研究室での以前の研究により、EP1 - / - マウスは、骨折治癒、より強い皮質骨、より高い骨梁骨量、in vivo骨形成の増加を示していることが示されました。また、EP1 - / - マウスからの骨髄MSCがin vitroで骨芽細胞の分化を増加させることを示しました。この研究では、EP1削除時に、骨折修復に不可欠なPeriosteal由来のMPC（PDMPC）の変化を調査します。EP1 - / - PDMPCは、総数（CFU-F）および骨芽細胞コロニー（CFU-O）の増加と、骨芽細胞と軟骨の分化を強化します。さらに、骨折修復を加速するために、特定のEP1受容体拮抗薬の治療的適用の可能性をテストしました。我々の発見は、修復の初期段階での野生型マウスへのEP1拮抗薬投与が同様に、PDMPCのCFU-F、CFU-O、および骨芽細胞の分化の強化をもたらし、骨折後10日でカルス形成を増加させ、骨量の増加をもたらすことを示した。骨折後21日での大腿骨骨折の生体力学的治癒の改善。

Fracture healing is a complex and integrated process that involves mesenchymal progenitor cell (MPC) recruitment, proliferation and differentiation that eventually results in bone regeneration. Prostaglandin E2 (PGE2) is an important regulator of bone metabolism and has an anabolic effect on fracture healing. Prior work from our laboratory showed EP1-/- mice have enhanced fracture healing, stronger cortical bones, higher trabecular bone volume and increased in vivo bone formation. We also showed that bone marrow MSCs from EP1-/- mice exhibit increased osteoblastic differentiation in vitro. In this study we investigate the changes in the periosteal derived MPCs (PDMPCs), which are crucial for fracture repair, upon EP1 deletion. EP1-/- PDMPCs exhibit increased numbers of total (CFU-F) and osteoblastic colonies (CFU-O) as well as enhanced osteoblastic and chondrogenic differentiation. Moreover, we tested the possible therapeutic application of a specific EP1 receptor antagonist to accelerate fracture repair. Our findings showed that EP1 antagonist administration to wild type mice in the early stages of repair similarly resulted in enhanced CFU-F, CFU-O, and osteoblast differentiation in PDMPCs and resulted in enhanced fracture callus formation at 10 days post fracture and increased bone volume and improved biomechanical healing of femur fractures at 21 days post fracture.