2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of novel osteoprprosis treatment using ultra-fine bubble
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16K10901
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
蛯名 耕介 大阪大学, 医学系研究科, 助教 (70612076)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ウルトラファインバブル / 酸素 / ステロイド性骨粗鬆症 / 末梢神経損傷 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
【はじめに】ステロイド性骨粗鬆症（GIO）は若年者でも発症するため、長期に渡り安全有効な代替治療が望まれている。骨組織は低酸素状態であり、高圧酸素は破骨細胞の分化を抑制し、骨芽細胞の分化を促進することが報告されている。そこで我々はUltra-fine bubble（以下UFB；直径200nm以下のウイルス大の気泡）という新規技術に着目した。
【方法】マウス皮下にステロイドを留置し、GIOマウスを作製した。術翌日より週3回、200ulの生食・OUB生食・窒素UFB（以下NUB）生食のいずれかを腹腔内投与し、8週間後に組織学的評価等を行った。細胞培養実験ではOUBを飽和希釈後に段階希釈した培養液でマウス骨髄由来破骨細胞とマウス頭頂骨由来骨芽細胞を培養し、増殖・分化への影響を評価した。
【結果】GIOマウスの骨密度低下は、OUB生食投与により生食・NUB生食投与群と比較して有意に改善した。またGIO誘導による骨組織における破骨細胞数の増加は、OUB生食投与により有意に抑制された。血液検査ではGIO誘導による骨吸収マーカー（CTX1）の増加はOUB生食投与により有意に抑制された。細胞培養実験ではOUBは濃度依存性に破骨細胞数・骨吸収領域および破骨細胞の分化・機能関連遺伝子発現を抑制した。一方、骨芽細胞へは有意な影響が認められなかったことより、OUBによるGIOの改善は主に破骨細胞の分化および機能抑制によるものと考えられた（Noguchi T, Ebina K, et al. Osteoporos Int. 2017）。また、我々は末梢神経障害局所では低酸素状態となることに着目し、坐骨神経損傷モデルラットに対するOUB腹腔内投与が神経節細胞の軸索伸展やシュワン細胞の増殖促進効果を介して坐骨神経機能回復を促すことを報告した（Matsuoka H, Ebina K, et al. Int J Mol Sci. 2018）。
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[Journal Article] Apolipoprotein E plays crucial roles in maintaining bone mass by promoting osteoblast differentiation via ERK1/2 pathway and by suppressing osteoclast differentiation via c-Fos, NFATc1, and NF-κB pathway2018
Author(s)
Noguchi T, Ebina K, Hirao M, Otsuru S, Adam JG, Kawase R, Ohama T, Yamashita S, Etani Y, Okamura G, Yoshikawa H.
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Journal Title
Biochem Biophys Res Commun.
Volume: 503(2)
Pages: 644-650
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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