Treatment procedure of osteoradionecrosis of the jaw by E-MNC

• Project/Area Number: 20K10143
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 57060:Surgical dentistry-related
• Research Institution: Showa University (2023); Nagasaki University (2020-2022)
• Principal Investigator: Ohba Seigo 昭和大学, 歯学部, 准教授 (80363456)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 住田 吉慶 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 教授 (50456654)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2020: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: 放射線性顎骨壊死 / 組織再生 / 細胞治療 / E-MNC / 高機能細胞(E-MNC) / マイクロCT / 骨シンチ / 多機能細胞

Outline of Research at the Start

まず、7～9週齢のC3Hマウス(♀)の頭頸部に放射線を単回照射することでORNJモデルを作出する。下顎第一大臼歯を抜歯することにより実臨床に近い感染を伴うORNJを発症させる。最適な線量を決定するための条件設定を行う。
ついで、8週齢のC3Hマウス(♂)から採血し、E-MNCを調整し、これを局所投与と全身投与する。投与後6週、12週後に顎骨を摘出し、マイクロCTおよび病理組織学的に骨組織の再生を評価する。移植細胞の動態を評価するために、FISHと蛍光免疫染色による2重染色を行いE-MNCの局在を観察する。対照群としてMSCを投与し、E-MNCによる治療効果と比較検討する。

Outline of Final Research Achievements

To formulate a model of radiation-induced osteonecrosis of the jaw (ORNJ), mice were exposed to gamma irradiation and myelinated simultaneously. 5 Gy x 6 times (total 30 Gy) were exposed to the mice and all mice in the irradiated group survived until 8 weeks post-irradiation when they were sacrificed. More osteocyte-free lacunae were observed in the jawbone than ever before in which total 12Gy and 20Gy irradiation were exposed. Bone scintigraphy also showed mild inflammation at the lower jaw bone. Formulation of effectively conditioned mononuclear cells (E-MNC) therapeutics; E-MNCs are a heterogeneous cell population, and the content of M1/M2 macrophages was examined before and after cell culture; the ratio of M1/M2 was 13.1 before culture and 1.6 after culture. The collected cells were administered through the tail vein, but no clear change in local findings was observed.

Translated with DeepL.com (free version)

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ORNJは、放射線治療後の極めて難治性の有害事象であり、治療法の主体は腐骨除去である。傷害された顎骨が広範囲に及ぶ場合には、切除いくが大きくなり、患者のQOLを大きく損なうことになる。早期に正常な骨組織から傷害を受けて腐骨化した骨を分離して排出させることが可能になれば患者のQOLは大きく改善することになる。ORNJモデルの作出を報告した論文はマウスを用いた１編のみで、わずかに空胞骨小腔が増加した状態のものをORNJとしている。本研究では、組織学的所見のみではなく、マイクロCTや骨シンチを用いた画像学的所見を含めてORNJモデルを策定し、今後ORNJ研究分野に貢献できるものと考えられる。