2015 Fiscal Year Research-status Report
メクロジンによるFGFR３シグナル抑制効果の動物モデルにおける検討
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15K10439
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
松下 雅樹 名古屋大学, 医学部附属病院, 病院助教 (60721115)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鬼頭 浩史 名古屋大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (40291174)
三島 健一 名古屋大学, 医学(系)研究科(研究院), 寄附講座助教 (40646519)
杉浦 洋 名古屋大学, 医学部附属病院, 医員 (40750477)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 軟骨無形成症 / FGFR3 / 大後頭孔狭窄 / メクロジン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
軟骨無形成症(achondroplasia : ACH)は骨の成長抑制因子である線維芽細胞増殖因子受容体3 (fibroblast growth factor receptor 3 : FGFR3)の機能獲得型変異による過剰なFGFR3の活性化が原因であり、低身長に加えて脊柱管狭窄症・大後頭孔狭窄などの重篤な合併症も生じる。ACHにおけるFGFR3の活性を抑える根本的治療法はない。我々は既存薬のスクリーニングにより、一般用医薬品（OTC医薬品）の乗り物酔い防止薬で抗ヒスタミン薬であるメクロジンが異常に活性化したFGFR3シグナルを抑制し、成長期のACHモデルマウスの骨伸長を促進することをすでに見出した。本研究では、ACHに合併する大後頭孔狭窄や脊柱管狭窄およびACHよりも重篤な表現系を呈するタナトフォリック骨異形成症（TD）へのメクロジンの適応拡大の可能性を検討、さらにメクロジンの局所投与による骨伸長促進効果の可能性を検討することである。4.5日齢野生型マウスにおいて大後頭孔周辺の後頭骨は軟骨性に結合している一方、ACHモデルマウスにおいては骨性架橋が認められた。ACHモデルマウス母体にメクロジン投与すると大後頭孔周囲の軟骨結合の早期骨化を抑制したが、有意差は認められなかった。またマウス母体にメクロジン投与後の胎仔および産仔のメクロジン濃度の測定により、メクロジンの胎盤移行性は低いことが推測された。メクロジンは大後頭孔狭窄をレスキューすることが示唆されたが、その胎盤移行性が低いことから本実験系においては有意差が認められなかった可能性がある。今後は骨伸張効果における詳細な有効投与量を決定した上で、母体投与系を用いたACHにおける脊柱管狭窄およびTDへの有効性、さらにラットや家兎の片側の膝関節骨端骨髄にメクロジンの局所投与による骨伸張促進効果を検討する必要がある。
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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
本研究では、軟骨無形成症（ACH）に合併する大後頭孔狭窄や脊柱管狭窄およびタナトフォリック骨異形成症（TD）へのメクロジンの適応拡大の可能性を検討、さらにメクロジンの局所投与による骨伸長促進効果の可能性を検討することである。
妊娠16.5日よりACHモデルマウス母体にメクロジン混餌（0.4 g/kg）投与開始し, 得られた4.5日齢の仔ACHモデルマウスの全身骨を採取しアリザリンレッドとアルシアンブルー染色による透明骨格標本を作成した。頭蓋底を摘出し、蝶形骨-基底後頭骨および基底後頭骨-側後頭骨の軟骨結合の骨性架橋を評価し、完全骨化を3点、不全骨化を2点、微小骨化形成を1点、骨化なしを0点とスコア化し軟骨結合の骨化を定量した。頭蓋底における軟骨結合の骨性架橋スコアは，コントロール群（n = 19）は7.053 ± 1.393、メクロジン投与群（n = 16）は6.125 ± 2.029とメクロジンはACHモデルマウスにおける大後頭孔周囲の軟骨結合の早期骨化を抑制したが、有意差は認められなかった（p < 0.12）。さらに妊娠14.5日および生後3.5日のマウス母体にメクロジン混餌（0.4 g/kg）を3日間投与後に仔の組織中メクロジン濃度を測定した。産仔組織中メクロジン濃度は508.88 ± 205.16 ng/gだったのに対し胎仔組織中メクロジン濃度は56.91 ± 20.05 ng/g（p < 0.005）と大幅に低下していたことから、メクロジンの胎盤移行性は母乳移行性と比較して極端に低いことが推測された。メクロジンは大後頭孔狭窄をレスキューすることが示唆されたが、その胎盤移行性が低いことから本実験系においては有意差が認められなかった可能性がある。
以上結果は現在英文雑誌に投稿中であり、おおむね順調に進んでいると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
メクロジンは胎盤移行性が低いことが判明したため、現在採用しているメクロジン混餌濃度（0.4 g/kg）による母体投与では、胎仔のFGFR3シグナルの抑制は困難である可能性がある。よって、ACHにおける脊柱管狭窄およびTDの表現系をレスキューする目的で行う母体投与の基礎実験は、より高濃度のメクロジンを投与する必要があると思われる。また、骨伸張効果および大後頭孔への効果を検討するために使用したメクロジンは混餌（0.4 g/kg）であるため、混餌投与によるデータより正確な投与量の決定は困難である。今後はモデルマウスに各種濃度のメクロジンを強制経口投与することにより骨伸張効果における有効投与量を決定した上で、母体投与系を用いたACHにおける脊柱管狭窄およびTDへの有効性の検討し、さらにラットや家兎の片側の膝関節骨端骨髄にメクロジンの局所投与による骨伸張促進効果を検討する必要がある。
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| Causes of Carryover |
本年度は、メクロジン混餌による母体投与で、胎仔頭蓋底の組織学的検討を中心に行ってきた。メクロジンは0.4 g/kgの混餌投与であり単一の濃度の検討しか施行しなかった。また、モデルマウスの自然高配により実験の継続は可能であった。よって、新規購入物品や消耗品が予定額より少なかったことから次年度使用額が生じたと思われる。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
現在メクロジン混餌投与によるデータしかないため、正確な投与量の決定は困難である。よって、モデルマウスに各種濃度のメクロジンを強制経口投与し、血中濃度を測定した上で骨伸張効果における有効投与量を決定する必要がある。さらに、今年度行わなかったラットや家兎の片側の膝関節骨端骨髄へのメクロジンの局所投与による骨伸張促進効果の検討を行う予定である。以上の実験に予算が必要である。
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