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Development of novel estrogen treatment for vocal fold scar

Research Project

Project/Area Number 19K18813
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 56050:Otorhinolaryngology-related
Research InstitutionKyoto Prefectural University of Medicine

Principal Investigator

Mukudai Shigeyuki  京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (00821860)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Keywords声帯瘢痕 / エストロゲン / TGF-β/Smad signaling / エストロゲン受容体 / 声帯線維芽細胞 / ERα / GPR30 / ステロイドホルモン / TGF-β/SMAD signaling
Outline of Research at the Start

声帯瘢痕は難治性線維化疾患である。従来からグルココルチコイドの局所注入が行われてきたが、その効果は不確実である。研究代表者はこれまでステロイドが声帯線維芽細胞の細胞外マトリックス(ECM)産生能やTGF-β/SMAD signaling に及ぼす影響に注目して研究を行ってきた。近年になってエストロゲンが創傷治癒に対して保護作用を有することが報告されており、声帯の創傷治癒や瘢痕形成への治療効果が期待される。
本研究はエストロゲン局所注入の声帯瘢痕治療への応用を目指す世界初の試みである。本研究により得られる成果は声帯瘢痕がもたらす音声障害を克服する切り札を提供すると考えられる。

Outline of Final Research Achievements

Vocal fold fibrosis remains a significant clinical challenge. Estrogens, steroid hormones predominantly responsible for secondary sexual characteristics in women, have been shown to alter wound healing. We sought to elucidate the effects of estrogens on TGF-β1 signaling in vocal fold fibroblasts (VFFs). VFFs were isolated from 10-week-old, male SD rats, and ERα and GPR30 were examined via immunostaining and qPCR. VFFs were treated with estradiol (E2, 10-7, 10-8 or 10-9 M) ± TGF-β1 (10 ng/mL). qPCR was employed to determine estrogen receptor-mediated effects of E2 on genes related to fibrosis. ERα and GPR30 were expressed in VFFs. The combination of E2 (10-8 M) and TGF-β1 significantly increased Smad7 and decreased Col1a1 compared to TGF- β1 alone. E2 regulated TGF-β1/Smad signaling via estrogen receptors in VFFs. These findings provide insight into potential mechanisms of estrogens on vocal fold injury with the goal of enhanced therapeutics for vocal fold fibrosis.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

声帯瘢痕は難治性線維化疾患であり、音声障害による生活上のダメージは大きい。従来からグルココルチコイドの局所注入が行われてきたが、その効果は不確実である。近年、性ステロイドに属するエストロゲンが創傷治癒に対して保護作用を有することが報告されているが、声帯創傷治癒に対する効果は不明であった。本研究ではエストロゲンが声帯の創傷治癒過程に与える影響を、声帯線維芽細胞を用いて分子生物学的に解明した。本研究の成果はエストロゲンを用いた声帯瘢痕治療への臨床応用につながり、声帯瘢痕がもたらす音声障害を克服する切り札を提供すると考えられる。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2021 2020 2019

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 2 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Mechanisms Underlying the Antifibrotic Potential of Estradiol for Vocal Fold Fibrosis2020

    • Author(s)
      Ozawa Satomi、Mukudai Shigeyuki、Sugiyama Yoichiro、Branski Ryan C.、Hirano Shigeru
    • Journal Title

      The Laryngoscope

      Volume: - Issue: 10 Pages: 2285-2291

    • DOI

      10.1002/lary.29355

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Complex fibroblast response to glucocorticoids may underlie variability of clinical efficacy in the vocal folds2020

    • Author(s)
      Nakamura Ryosuke、Mukudai Shigeyuki、Bing Renjie、Garabedian Michael J.、Branski Ryan C.
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 10 Issue: 1

    • DOI

      10.1038/s41598-020-77445-9

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Quantifying vocal fold wound‐healing biomechanical property changes2019

    • Author(s)
      Dion Gregory R.、Guda Teja、Mukudai Shigeyuki、Bing Renjie、Lavoie Jean‐Francois、Branski Ryan C.
    • Journal Title

      The Laryngoscope

      Volume: 130 Issue: 2 Pages: 454-459

    • DOI

      10.1002/lary.27999

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Implementing Efficient Peptoid‐Mediated Delivery of RNA‐Based Therapeutics to the Vocal Folds2019

    • Author(s)
      Mukudai Shigeyuki、Kraja Iv、Bing Renjie、Nalband Danielle M.、Tatikola Mallika、Hiwatashi Nao、Kirshenbaum Kent、Branski Ryan C.
    • Journal Title

      Laryngoscope Investigative Otolaryngology

      Volume: 4 Issue: 6 Pages: 640-644

    • DOI

      10.1002/lio2.310

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] ラット培養声帯線維芽細胞に対するエストラジオールの抗線維化作用2021

    • Author(s)
      小澤聡美,椋代茂之,木下翔太,布施慎也,橋本慶子,金子真美,杉山庸一郎,平野 滋
    • Organizer
      第122回日本耳鼻咽喉科学会総会・学術講演会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report 2020 Research-status Report
  • [Presentation] Estradiol Ameliorates Vocal Fold Fibrosis by Modulation of Estrogen Receptor-Mediated TGF-β1 Signaling2020

    • Author(s)
      Satomi Ozawa, MD; Shigeyuki Mukudai, MD, PhD; Yoichiro Sugiyama, MD, PhD; Ryan C. Branski, PhD; Shigeru Hirano, MD, PhD
    • Organizer
      ombined Otolaryngology Spring Meetings 2020
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] SMAD3抑制による声帯瘢痕治療におけるリピトイドの比較検討2020

    • Author(s)
      椋代茂之、木下翔太、小澤聡美、布施慎也、橋本慶子、金子真美、杉山庸一郎、平野滋
    • Organizer
      第32回日本喉頭科学会総会・学術講演会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] ラット声帯創傷治癒に対するエストロゲン作用2020

    • Author(s)
      小澤聡美、椋代茂之、木下翔太、布施慎也、橋本慶子、金子真美、杉山庸一郎、平野滋
    • Organizer
      第32回日本喉頭科学会総会・学術講演会
    • Related Report
      2019 Research-status Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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