2017 Fiscal Year Research-status Report
HO-1を用いた細胞ストレス耐性の増強による特発性大腿骨頭壊死症予防法の開発
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15K20011
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| Research Institution | Kyoto Prefectural University of Medicine |
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Principal Investigator |
齊藤 正純 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (30614101)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 特発性大腿骨頭壊死症 / Heme Oxygenase-1 / hemin / アポトーシス / ネクローシス / 骨細胞 / 低酸素 / ステロイド |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ステロイド投与および低酸素環境において誘導される骨細胞のアポトーシスおよびネクローシスに対するHeme Oxygenase-1の抑制効果を検討した。
【目的】ステロイド投与・低酸素環境では，骨細胞のアポトーシスおよびネクローシスが誘導されることが知られており，ステロイド関連の特発性大腿骨頭壊死症に関与している可能性がある．heminは心筋梗塞や腎虚血に伴う細胞死を減少させる作用が報告されている．heminによって誘導されるHO-1 (heme oxigenase-1)は，抗酸化および抗炎症作用を持ち，細胞保護効果を有する．本研究の目的は，ステロイド投与・低酸素環境において，heminのもつ骨細胞の細胞死の抑制効果を評価することである．
【対象と方法】マウス骨細胞を低酸素環境で培養し，メチルプレドニゾロンを添加し骨細胞死を誘導した．ステロイド投与・低酸素環境で骨細胞を培養した対照群と，heminを投与し同環境で骨細胞を培養したhemin群に分けた．HO-1の遺伝子および蛋白の発現をreal time PCRおよびWestern blot法を用いて2群間で比較した．さらに，フローサイトメトリーを用いて，骨細胞のアポトーシスおよびネクローシスの割合を2群間で比較した．
【結果】hemin群ではHO-1の遺伝子発現および蛋白量が対照群と比べ有意に増加した．hemin群のネクローシスの割合は対照群と比べ有意な変化は認めなかった. hemin群のアポトーシスの割合は対照群に比べて有意に低下した．
【考察】本研究ではHO-1誘導剤であるhemin投与により，ステロイド投与・低酸素環境での骨細胞のアポトーシスの割合が減少した．HO-1の細胞保護効果によって骨細胞のアポトーシスを抑制したと考えられる．heminは骨細胞のアポトーシスを減少させることで，骨壊死予防に有効な可能性がある.
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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HO-1誘導剤であるhemin投与により，ステロイド投与および低酸素環境での骨細胞のアポトーシスの割合が減少した. HO-1の細胞保護効果によって骨細胞のアポトーシスを抑制したと考えられる．heminは骨細胞のアポトーシスを減少させることで，骨壊死の予防に応用できる可能性がある.
本研究は，heme oxigenase-1(HO-1)の誘導を用いた ION 予防法開発につながる基礎研究である．HO-1による骨細胞の細胞死抑制の段階までは結果が出ていると考える．本研究の結果内容を今年度の学会で発表し，同時に論文作成を進めていく予定である．
また，予備実験として行っていた家兎ステロイド性大腿骨頭壊死モデルを使用した実験のデータについての論文を投稿し、平成30年4月に発行された。
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| Strategy for Future Research Activity |
HO-1誘導剤であるheminの投与濃度・投与時間に関しては，より至適な条件がある可能性がある．まだ行っていないheminの投与条件で実験を試行していく予定である．
当該年度の研究結果からhemin投与により，ステロイド投与および低酸素環境での骨細胞のアポトーシスの割合が減少することが明らかになったが，実際にHO-1による効果であるかは議論の余地がある．従って，HO-1の発現を選択的に抑制できるsiRNAやプロトポルフィリン(ZnPPIX)を用いたHO-1抑制実験を行い，HO-1の細胞死に与える影響について更に正確な作用機序を明らかにしていく予定である. 現在、骨細胞に対するＨＯ－１の細胞保護作用についての実験データをもとに論文を作成中である.
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| Causes of Carryover |
（理由）
平成29年度に必要な実験用試薬，培地，細胞を購入したが，当初の予定よりも使用量が少なく実験を進めることができたため。
（使用計画）
次年度の追加実験を進めるにあたって使用する実験用試薬，培地，細胞等を購入する予定である。
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Research Products
(4 results)
