亜鉛シグナルと顎骨炎症との関わり：亜鉛シグナルの制御に基づく新しい治療戦略の構築
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20K10101
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 57060:Surgical dentistry-related
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| Research Institution | Iwate Medical University |
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Principal Investigator |
佐藤 泰生 岩手医科大学, 歯学部, 講師 (40244941)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
入江 太朗 岩手医科大学, 歯学部, 教授 (00317570)
深田 俊幸 徳島文理大学, 薬学部, 教授 (70373363)
衣斐 美歩 岩手医科大学, 歯学部, 特任講師 (30609665)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2022: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
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| Keywords | 亜鉛シグナル / 亜鉛トランスポーター / Zip10 / コンディショナル・ノックアウト・マウス / 抜歯創 / 骨創治癒不全 / 形態計測 / 血管形成 / コンディショナルマウス / 顎骨炎症 / 治療戦略 |
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| Outline of Research at the Start |
亜鉛欠乏は発育異常，免疫応答異常，創傷治癒不全等の様々な疾患の原因となる。口腔インプラントやビスホスフォネート（BP）製剤に関連してしばしば顎骨創の治癒不全を生じるが，顎骨の炎症と治癒に亜鉛が関与しており，治癒不全の成立に亜鉛ホメオスタシス制御の異常が密接に関連している可能性が考えられる。その予防・治療法への応用を目的に，亜鉛シグナル制御要因の詳細について遺伝子改変マウスを作製し解析する。
本研究は亜鉛シグナルを主軸とした新たな視点から顎骨の炎症と治癒のメカニズムの解明を目指しており，顎骨創治癒不全のより精度の高い診断法や新規治療薬の開発などの新たな治療戦略までを視野に入れた包括的研究である。
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| Outline of Annual Research Achievements |
[骨髄巨核球の亜鉛ホメオスタシスにおけるZip10トランスポーターの役割の検証]
マウス巨核球・血小板の分化に係る亜鉛ホメオスタシスでのZip10トランスポーターの役割を検証する目的で，培養巨核球のZip10トランスポーターの発現をノックアウトしその影響を検討した。
Zip10flox・Zip10-CreマウスおよびWT（野生型）マウスの両側大腿骨および脛骨から骨髄を採取し，Stem cell factor (SCF)を添加したStemPro34培地にて48時間培養，続いてSCFならびにThrombopoietin (TPO)を加えた同培地にて48時間培養，さらにTPOを加えた同培地にて48時間培養した。BSA濃度勾配にて巨核球画分を分離し同培地に播種後，再終濃度2μMに4-hydroxytamoxifen(4OH-TAM)を加え，4OH-TAM非投与（ethanol投与）群とともに培養し，1,3,8,24時間後に細胞を採取した。トータルRNA抽出，RNA濃度測定，cDNA合成後，Zip10遺伝子発現をRT-qPCR(CFX ConnectリアルタイムPCR解析システム）にて定量解析した。
4OH-TAM投与したWTマウス由来巨核球，4OH-TAM投与しないZip10flox・Zip10-Creマウス由来巨核球ならびにWTマウス由来巨核球では，8時間後に出芽し始め，旺盛な胞体突起形成を経て24時間後までに血小板への分化を完了し，それに合わせ8時間後から24時間後にZip10遺伝子発現が顕著に増加していた。一方，4OH-TAM投与したZip10flox・Zip10-Creマウス由来巨核球では血小板への分化がみられず，Zip10遺伝子発現の増加も認められなかった。
これらの結果から，巨核球・血小板の分化においてZip10は重要な役割を持つことが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
骨髄巨核球の初代培養の方法は研究機関ごとに種々の違いがあり，今回Zip10flox・Zip10-Creマウス由来巨核球の分離・培養条件を決定するために反復試行が必要であった。条件確定後データを集積しているが，最終的な解析に必要な量にやや不足しているため1年間の期間延長を申請し対応することとした。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度の研究実施計画
[動物実験・培養実験の補遺，データ解析と研究総括]
1年間の補助事業期間延長により，抜歯創治癒の形態計測，巨核球・血小板の分化におけるZip10遺伝子および巨核球・血小板分化誘導遺伝子群の発現について，追加データを集積し研究の総括を行う予定である。
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Report
(3 results)
Research Products
(8 results)
