副甲状腺ホルモン関連タンパクの歯槽骨再生における役割の解明と再生歯科治療への応用

Research Project

Project/Area Number	21K09965
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 57040:Regenerative dentistry and dental engineering-related
Research Institution	Matsumoto Dental University
Principal Investigator	堀部寛治松本歯科大学, 歯学部, 講師 (70733509)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	中村浩彰松本歯科大学, 歯学部, 教授 (50227930) 平賀徹松本歯科大学, 歯学部, 教授 (70322170) 田所治松本歯科大学, 歯学部, 准教授 (20319106) 奥村雅代松本歯科大学, 歯学部, 講師 (10362849)
Project Period (FY)	2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help	¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000) Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000) Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000) Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords	歯科 / 歯槽骨 / 副甲状腺ホルモン関連タンパク / 骨再生
Outline of Research at the Start	副甲状腺ホルモン関連タンパク(parathyroid hormone-related protein: PTHrP)は、骨の代謝を亢進させるタンパク質である。PTHrPは、骨折時に骨膜細胞が産生しており、骨膜細胞特異的なPTHrPの欠失は骨修復を遅延が起こる。実際にマウスの骨折部位へのPTHrP投与は、骨形成量を有意に増加させる。本申請研究は、マウスの臼歯部の抜歯および炎症性の歯槽骨吸収後の自然治癒におけるPTHrPの動態およびその役割について詳細に解析を行い、最終的にはPTHrP製剤貼薬による歯周組織の治癒効果の有無についても解析を行う予定である。
Outline of Annual Research Achievements	副甲状腺ホルモン関連タンパク(parathyroid hormone-related protein: PTHrP)は局所で産生され、骨芽細胞の副甲状腺ホルモン(parathyroid hormone: PTH) 受容体であるPTH1Rに結合し、骨代謝を亢進する。本申請研究は、歯槽骨喪失部におけるPTHrP-PTH1Rシグナルの役割の解明、臨床応用への可能性を模索し、歯槽骨再生研究の一助となることを目的にしている。我々はマウスの口腔内で抜歯または歯周病誘導を行い、その後の歯周組織治癒過程におけるPTH1R遺伝子発現変化を、RNAScope法によるin situ hybridizationにて検討を行った。その結果、抜歯モデルでは抜歯窩内部の、歯周病誘導モデルでは骨吸収部位の歯槽骨頂で、それぞれの周囲に局在する間葉系細胞、前骨芽細胞、骨芽細胞でPTH1R遺伝子の発現が大きく亢進している事を確認した。このことから、PTHrPの歯周組織局所投与が治癒過程における歯槽骨再生を亢進させることが予測された。マウスの上顎第二臼歯に絹糸を一週間結紮し、歯周病を誘導する。絹糸の除去と歯面の清掃を行い、4日経過後にPTHrP(1-34)をマイクロシリンジにより第二臼歯歯肉下に投与した。PTHrP(1-34) 180μg/kgを48h間隔で間欠投与を二週間（７回投与）行ったところ、歯槽骨は著しく骨吸収されており、歯槽骨の状態を評価するセメント・エナメル境-歯槽骨頂間距離(CEJ-ABC)はControl（生理食塩水投与）と比較して1.3倍に増大しており、悪化していることが認められた。一方で、同量のPTHrP(1-34)を単回投与した群では、CEJ-ABCがControl群よりも約2割減少しており、歯槽骨の高さが回復していることを示した。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason PTHrPの歯周組織局所投与を行うに当たり、使用薬剤（full lengthのPTHrPと、PTHrP-N末端1-34の作用比較）、投与量、投与間隔などの検討するべき条件が多岐にわたり、進捗がやや遅れる原因となった。
Strategy for Future Research Activity	PTHrP(1-34)の歯周組織局所投与実験の2週間投与モデルのマウス実験匹数を増やすのと並行に、PTHrP(1-34)局所投与を最大で4週間まで延長し、歯槽骨量の変化、軟組織を含めた歯周組織の変化について解析を行う予定である。また、PTHrP(1-34)局所投与後の血清カルシウム値、リン値などカルシウム代謝や腎臓機能などへの評価を行う予定である。