骨代謝を制御する新規アダプター分子の生理作用の解明および矯正学的歯の移動への影響

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K11776
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 北浦 英樹 東北大学, 歯学研究科, 准教授 (60295087)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 福永 智広 東北大学, 大学病院, 講師 (70362994) ; 木村 桂介 東北大学, 大学病院, 助教 (70712909) ; 石田 匡彦 東北大学, 歯学研究科, 助教 (80770891)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 破骨細胞 / 矯正歯科

Outline of Annual Research Achievements

矯正歯科において矯正学的歯の移動のメカニズムを解明するためには、破骨細胞分化のメカニズムを解明することが必要である。破骨細胞の分化において、NFATc1（破骨細胞形成マスター転写因子）の活性化に必要なカルシウムシグナルの誘導はITAMを有するアダプター分子を介する。ITAMをもつアダプター分子FcRγやDAP12の遺伝子二重欠損マウスは破骨細胞の分化障害を示すことから、ITAMが破骨細胞の分化に必須であることが報告された。一方、細胞増殖のシグナル伝達に関わる機能分子としてITAMを有するSTAMが同定されている。現在までに野生型マウスから作成した破骨細胞前駆細胞にレトロウィルスベクターを使用してSTAM1分子を過剰発現して破骨細胞形成を行ったところ、過剰発現したほうが破骨細胞形成が促進された。一方、破骨細胞前駆細胞にshRNAを使用してSTAM1をノックダウンして破骨細胞形成を行ったところ破骨細胞形成は抑制された結果は得られている。現在、STAM2をレトロウィルスベクター(pMX-puro)を使用しての破骨細胞前駆細胞への遺伝子導入を試みている。レトロウィルスベクター使用のためレトロウィルスパケージング細胞であるPlat-E細胞のストックを作成した。Plat-E細胞にSTAM2を組み込んだレトロウィルスベクターをtransfectionする。この今後、STAM1およびSTAM2遺伝子欠損マウスのin vitroによる破骨細胞形成の解析およびSTAM1およびSTAM2遺伝子欠損マウスの骨表現系の形態学的および組織学的解析予定である。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

野生型マウス、STAM1およびSTAM2遺伝子欠損マウスの大腿骨の組織切片を作成し、骨形態計測を行い比較する。また、野生型マウス、STAM1およびSTAM2遺伝子欠損マウスのマウス大腿骨のμCT撮影を行い、骨の断層画像から、骨梁の三次元的構造を解析し、Tb.Th：骨梁幅、Tb.Sp：骨梁間距離、Tb.Spac：骨梁中心間距離などの骨梁構造を解析し比較する。組織切片のTRAP染色を行い、破骨細胞の数を測定する予定であったが、STAM1およびSTAM2遺伝子欠損マウスの入手が終わっていないためSTAM1およびSTAM2遺伝子欠損マウスの骨表現系の形態学的および組織学的解析が進んでない。

Strategy for Future Research Activity

STAM1遺伝子欠損マウスおよび STAM2遺伝子欠損マウスを入手し、それぞれから骨髄細胞を採取し、破骨細胞前駆細胞を作製し、その細胞をM-CSFおよびRANKL存在下で培養し破骨細胞形成を行いin vitroで観察し、コントロールと比較する。大腿骨の組織切片を作成し、骨形態計測を行い比較する。また、大腿骨のμCT撮影を行い、骨の断層画像から、骨梁の三次元的構造を解析し、Tb.Th：骨梁幅、Tb.Sp：骨梁間距離、Tb.Spac：骨梁中心間距離などの骨梁構造を解析し比較する。組織切片のTRAP染色を行い、破骨細胞の数を測定する。

Research Products

• [Journal Article] IL-37 inhibits lipopolysaccharide-induced osteoclast formation and bone resorption in vivo. (2016)
  • Author(s): Saeed J, Kitaura H, Kimura K, Ishida M, Sugisawa H, Ochi Y, Kishikawa A, Takano-Yamamoto T
  • Journal Title: Immunol. Lett. Volume: 175 Pages: 8-15
  • DOI: 10.1016/j.imlet.2016.04.004
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] Effect of IL-18 on mechanical loading-induced osteoclastogenesis and bone resorption. (2017)
  • Author(s): Ochi Y, Kitaura H, Kimura K, Ishida M, Sugisawa H, Saeed J, Kishikawa A, Qi J, Takano-Yamamoto T.
  • Organizer: The 2017 Japan-NIH joint Symposium
  • Place of Presentation: 星陵オーディトリアム（宮城県）
  • Year and Date: 2017-02-15 – 2017-02-17
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 矯正学的歯の移動における破歯細胞形成および歯根吸収へのTNF-αの関与について (2016)
  • Author(s): 北浦英樹、木村桂介、石田匡彦、杉澤晴紀、越智由美子、岸川明子、Qi Jiawei、山本照子
  • Organizer: 第75回日本矯正歯科学会
  • Place of Presentation: アスティとくしま（徳島県）
  • Year and Date: 2016-11-07 – 2016-11-09
• [Presentation] 破骨細胞形成および骨吸収に対するIL-37の作用の検討 (2016)
  • Author(s): 木村桂介、北浦英樹、石田匡彦、杉澤晴紀、越智由美子、岸川明子、Qi Jiawei、ジャファリ、山本照子
  • Organizer: 第75回日本矯正歯科学会
  • Place of Presentation: アスティとくしま（徳島県）
  • Year and Date: 2016-11-07 – 2016-11-09
• [Presentation] Oral health-related quality of life and perceptions of jaw dysfunction and maxillofacial asymmetry in orthodontic patients. (2016)
  • Author(s): Kitaura H, Kuroki T, Ishida M, Kimura K, Takano-Yamamoto T.
  • Organizer: The 23rd General Meeting of the Japanese Association for Dental Science.
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場（福岡県）
  • Year and Date: 2016-10-21 – 2016-10-23
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Analysis of friction of titanium nitride plating on orthodontic wires. (2016)
  • Author(s): Sugisawa H., Kitaura H., Ueda K., Kimura K., Ishida M., Ochi Y, Kishikawa A., Ogawa S., Takano-Yamamoto T.
  • Organizer: 11th Anniversary International Workshop on Biomaterials in Interface Science. Innovative Research for Biosis-Abiosis Intelligent Interface Summer Seminar 2016
  • Place of Presentation: バーデン家壮鳳（宮城県）
  • Year and Date: 2016-08-30 – 2016-08-31
  • Int'l Joint Research