| Project/Area Number |
22K17059
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 57030:Conservative dentistry-related
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
中西 惇 広島大学, 病院(歯), 助教 (20848064)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
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| Keywords | 組み換えタンパク質 / 骨補填材 / 細胞接着活性 / 抗炎症機能 / DPP / DMP-1 / 硬組織誘導能 |
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| Outline of Research at the Start |
炎症により広範囲に破壊された骨欠損部に骨補填材を使用し骨再生を促進する骨再生治療において、既存の骨補填材は骨伝導能、骨誘導能および生体適合性に課題が多く、幅広い症例に応用可能で良好な骨再生が期待できる標準治療の確立には至っていない。そこで既存の骨補填材の骨伝導能、骨誘導能を増強し、高い生体適合性を示す因子として、象牙質および歯槽骨の細胞外基質構成成分で石灰化に重要な役割を担う非コラーゲン性タンパク質である Phosphophoryn (PP) に着目し、遺伝子組み換えにより細胞接着活性を付与したハイブリッド組み換えPPによる既存の骨補填材への影響について解析を行う。
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| Outline of Annual Research Achievements |
歯性感染症による炎症によってよって生じた歯槽骨欠損部に骨補填材を使用し骨再生を促進する骨再生治療において、既存の骨補填材の骨伝導能、骨誘導能および生体適合性の課題を克服するものとして先行研究によって報告してきたハイブリッド組み換えPPの持つ細胞接着活性、抗炎症機能活性、硬組織誘導活性を応用することに着目し、本研究を行った。
炎症環境下における骨形成阻害モデルとしてBMP-2刺激によって亢進したマウス骨芽細胞様細胞のRunx2, Osterix等骨分化マーカーの遺伝子発現をTNF-α刺激によって抑制するin vitro モデルを用いて実験を行い、ハイブリッド組み換えPPの与える影響について検討を行った。このモデルにおいてハイブリッド組み換えPP刺激を行うことで、TNF-α刺激によって抑制された骨分化マーカーの遺伝子発現を亢進する傾向を示した。
歯性感染症で検出される代表的な菌のひとつであるグラム陰性菌は細胞壁外膜の構成成分にLPSを有し、LPSは生体内でマクロファージ等の免疫応答細胞の炎症反応を惹起する。先行研究ではLPS刺激マクロファージ炎症モデルにおいてハイブリッド組み換えPPが抗炎症機能を有することを報告してきたがそのメカニズムについては明らかになっていない。LPSに対し強い結合能を有する生理活性物質がLPS刺激炎症モデルにおいて抗炎症機能活性を有することが報告されていることから、ハイブリッド組み換えPPの抗炎症メカニズムを検討するにあたりLPSとハイブリッド組み換えPPとの結合能について着目し、ビオチン化LPSを用いた接着アッセイで検討を行ったところ、ハイブリッド組み換えPPはLPSとの結合能を有することが明らかとなった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
ハイブリッド組み換えPPを増殖因子様の生理活性物質として担体である各種骨補填材に応用することを想定し、ハイブリッド組み換えPPに16時間浸漬した骨補填材におけるハイブリッド組み換えPPの局在について抗PP抗体を用いた免疫組織学的解析を行ったが、ハイブリッド組み換えPPが担体表面から内層まで十分に接着、局在している結果は得られなかった。そのため、十分な量のハイブリッド組み換えPPを担体へ接着、局在させることが可能な別の手法の検討が必要になった。さらに骨形態解析に使用していたマイクロCTが故障し、使用できない期間が長期に生じたため当初計画していた研究計画に遅れが生じている。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在、マウス背部皮下移植モデルにおけるハイブリッド組み換えPPの骨誘導能への影響の解析を行っており、in vivoに用いる担体へのハイブリッド組み換えPPの効率的な適応方法も含め、検討解析を行っていく予定である。
またマウス骨欠損モデルにおけるハイブリッド組み換えPPの骨伝導能への影響の解析について、骨欠損モデルとしてマウス頭蓋骨欠損モデルを用いることを想定し実験を行ったが、骨欠損部に適応可能な担体に想定以上に制限が生じ正確なデータが得られなかったため、別の骨欠損モデルを用いた実験を行う必要性が生じた。今後は本研究に適当な骨欠損モデルの条件検討を再度行い、このモデルが確立され次第、解析を行っていく予定である。
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