2017 Fiscal Year Annual Research Report
Regulation mechanisms of bone quality around dental implants under loaded conditions
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15H05030
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| Research Institution | Nagasaki University |
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Principal Investigator |
澤瀬 隆 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 教授 (80253681)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐々木 宗輝 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 助教 (10706336)
黒嶋 伸一郎 長崎大学, 病院(歯学系), 講師 (40443915)
中島 和慶 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 助教 (40707246)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | デンタルインプラント / 骨質 / 骨細胞 / 生体アパタイト結晶 / コラーゲン線維 / 優先配向 / 骨芽細胞 / 破骨細胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は「骨細胞」と「骨質」に焦点を当て、荷重がもたらすインプラント周囲骨組織の骨質制御機構を分子生物学的に解明することにある。
前年度までに開発した通常型ラットインプラントと配向制御型ラットインプラントを用いた。両側第一大臼歯抜歯後3週間でインプラントを埋入し、埋入後3週間で片側のインプラントには規則的な繰り返し荷重を加え、反対側のインプラントには荷重を加えなかった．埋入2週間と5週間後にラットを屠殺し、3次元的構造解析、組織形態学的解析、免疫組織化学的解析、ならびに遺伝子抽出と蛋白質抽出による分子生物学的解析も行った。
通常型インプラント周囲骨組織の各種定量解析の結果、荷重応答性に通常型インプラントの骨質は有意に変化し、コラーゲン線維の優先配向がもたらされ、同時に荷重応答性に骨芽細胞と破骨細胞のカップリング因子であるsemaphorin3Aともう一つの蛋白質Aの変動が認められたことから、semaphorin3Aともう一つの蛋白質Aを荷重応答性骨質制御分子の候補と同定した。現在Sempahorin3Aは骨芽細胞だけでなく近年では骨細胞でも産生されることが報告されており、荷重環境下では、骨細胞と骨芽細胞が産生するSempahorin3Aや、蛋白質Aを基軸とした骨質制御機構が構築されている可能性が考えられたため、遺伝子改変マウスの作製を目指している。一方配向型インプラントの解析は現在行われており、定量解析が終了すれば、Sempahorin3Aと蛋白質A以外に、骨質向上関連分子の候補を同定できる可能性が高いと考えられる。
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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
既に配向型と通常型インプラントにおける全ての動物実験は終了し、Sempahorin3Aという骨質制御分子候補の同定まで終了した。配向型インプラントの解析も近々終了することから新たに荷重制御型骨質向上分子の候補も同定される可能性が高い。さらに遺伝子改変マウスの作製も目指して動いているため、総合的に鑑みて（2）おおむね順調に進展している、とした。
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| Strategy for Future Research Activity |
①前年度に探索した骨質制御候補遺伝子を用い、現在OC-CKO（オステオサイトのコンディショナルノックアウト）マウスの作製を依頼しており、本年度も継続して行う。また、ワイルドタイプマウスに対するインプラント埋入予備実験を継続して行い、ラットではなくマウスにおける、荷重環境下におけるインプラント周囲骨の骨質を組織形態学的解析などを中心に解析する。
②OC-CKOマウスの作製を待つだけでなく、骨質制御候補遺伝子のsiRNA実験も並行して行う。すなわち、本実験で明らかにされた候補分子（ひとつはSemaphorin3A、Uto Y et al. PLoS ONE 2017）（2～3個）のsiRNAを作製し，近年報告された簡便かつ効率の高い方法を用い，荷重付与後から候補分子の遺伝子をRNA干渉技術によりノックダウンする．ひとつの候補分子当たりsiRNAを2個作製（受託）し，インプラント近傍の上顎骨内に遺伝子導入薬剤とsiRNAの混合用液を注射投与する。なお，投与間隔は2週間に1度で十分な効果が得られることが既に証明されているが、効果が認められない場合には順次増量して対応する。最後に屠殺をし、siRNA投与群における骨質制御が起こっているかを組織形態学的解析と分子生物学的解析から証明する。また、マイクロアレイとプロテオーム解析から、骨質制御分子を干渉した際に起こる分子動態を検索する。
③通常型インプラント埋入と配向型インプラントの比較解析から、荷重制御型骨質向上分子候補の同定も行う。
④データを統合し、論文作成を行う。
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