| Project/Area Number |
24K12337
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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 56020:Orthopedics-related
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| Research Institution | Kyoto Prefectural University of Medicine |
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Principal Investigator |
長江 将輝 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (60604303)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
外村 仁 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (70604304)
石橋 秀信 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (80981505)
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| Project Period (FY) |
2024-04-01 – 2027-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2026: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
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| Keywords | 骨粗鬆症性椎体骨折 / マクロファージ / 骨芽細胞 |
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| Outline of Research at the Start |
ラットの骨粗鬆症性椎体骨折モデルの骨欠損部が骨補填材により骨再生する過程でマクロファージ由来の多核巨細胞が関与している可能性があり，本研究では，骨粗鬆症椎体骨欠損におけるM2マクロファージの骨芽細胞誘導能に注目して骨修復促進の機序を詳細に解析する．加えて，骨修復促進の機序における干渉手段を探索し，骨粗鬆症性椎体骨折に対するM2マクロファージの骨芽細胞誘導能を応用した安全かつ有用な新しい骨癒合法開発の基盤を確立する．
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| Outline of Annual Research Achievements |
ラットの骨粗鬆症性椎体骨折モデルの骨欠損部が骨補填材により骨再生する過程におけるM2マクロファージの骨芽細胞誘導能に着目し、骨修復促進の機序を解析した。雌性ラットに骨粗鬆症誘導を行なった後に、第3腰椎に骨欠損を作成した。その際にβ-TCPとPRPの混合物を欠損部に留置し、4,、8、12週時点で各椎体を摘出した。コントロールをβ-TCPとPBSの混合物を欠損部に留置したものとし、HE染色、TRAP/ALP染色を行った。また、オステオカルシン、RUNX2、CD86、CD206の免疫組織染色でそれぞれの細胞の組織内での動態を陽性面積の比較で解明した。PRP群では4週時点でM2マクロファージのマーカーであるCD206陽性面積の増加を認めた。8週時点でRUNX2の陽性面積の増加、8週時点でオステオカルシン陽性面積の増加を認めた。RUNX2は骨芽細胞分化を誘導する転写因子、オステオカルシンは骨芽細胞が産生するタンパクであり、M2マクロファージ早期動員により骨芽細胞誘導が実現した可能性があると考えた。
今年度は組織学的な半定量評価のみにとどまっており、Western-blotting法やELISA法による定量的評価が今後必要である。また、マクロファージと骨芽細胞のシグナル応答確認できておらず、マクロファージを除去したラットモデルを作成し、マクロファージフリーな環境下における骨芽細胞の動態、骨修復を評価する予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
1. 骨粗鬆症雌性ラットモデルの第3腰椎に骨欠損を作成し、経時的に椎体を摘出し組織学的評価を行った。当初予定していたリアルタイムPCRやWestern-blotting法、ELISA法による各種マーカーの定量的評価は実施できておらず、今後実施していく予定である。
2. マクロファージ分化を調整する薬剤の選定を目的とし、in vitroでヒト由来単球と間葉系幹細胞を培養し、人工骨( β-TCP) とM1/M2比においてM2を多く誘導させる薬剤を添加し共培養を行う予定であった。in vitroの実験系はまだ実施できておらず、骨芽細胞とM2マクロファージへの誘導が最も多い薬剤を選定し、骨再生に最適な薬剤濃度を決定することが課題である。
3. 当初は2.で特定した骨芽細胞とM2マクロファージへの誘導が最も多い薬剤を用いたin vitroでの骨粗鬆症椎体欠損モデルにおけるマクロファージと骨芽細胞の動態変化を解明する予定であった。in vitroでの薬剤検討が実施できておらず、薬剤を選定しiIn vitroでも評価を実施する予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
リアルタイムPCRやWestern-blotting法、ELISA法などの定量的評価が実施できておらず、染色で確認した組織内でのM1M2マクロファージ、骨芽細胞の動態をこれらの定量的評価でも確認していく。マクロファージと骨芽細胞の動態の関連があることを示すためにin vitroでマクロファージ除去を行い骨芽細胞の動態を評価する予定である。
それと並行して、in vitroにおいてヒト由来単球と間葉系幹細胞を培養し、人工骨( β-TCP) とM1/M2比においてM2を多く誘導させる薬剤を添加し共培養を行い骨芽細胞とM2マクロファージへの誘導が最も多い薬剤を選定する。
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