感染によるBRONJ発症促進メカニズムの解明：リン酸トランスポーターの役割

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K20556
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 木山 朋美 東北大学, 歯学研究科, 助教 (40756011)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: ビスホスホネート / 顎骨壊死 / リン酸トランスポーター

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、ビスホスホネート(BP)の細胞内取り込み機序の同定、および感染による顎骨壊死発症促進機序の解明から、BP関連顎骨壊死(BRONJ)の発症機序の根本的解明・治療法の確立へと発展させることである。
口腔および周辺各組織に局在する細胞内膜取り込み機序である、SLC20、SLC34に焦点を当て、検討を行った。血管内皮細胞から、SLC20およびSLC34遺伝子を、siRNAにより除去し、N-BPの細胞毒性とradio-isotope標識N-BPの取り込み量の評価を行った。その結果、siRNA処理されていない血管内皮細胞に比べ、SLC34遺伝子ノックダウン細胞株では、細胞毒性が減少し、radio-isotope標識N-BPの細胞内取り込み量も減少した。
また、感染による顎骨壊死発症促進機序を解明するため、グラム陰性菌細胞壁成分のＬＰＳと血管内皮細胞との相互作用を評価した。まず、血管及び血管内皮細胞が豊富な組織であるマウス耳介を用いて、ＬＰＳの局所的な炎症促進作用を検討した。すると、ＬＰＳはマウス耳介における炎症作用を有意に上昇させた。また、同部位におけるリン酸トランスポーターの発現も有意に上昇した。さらに、マウス血管内皮細胞において、ビスホスホネートの持つ細胞毒性、およびリン酸トランスポータ―の発現に対するＬＰＳの影響も検討した。その結果、ＬＰＳは細胞毒性を増強させ、リン酸トランスポーターの発現を有意に上昇させた。これらの結果から、ＬＰＳは血管内皮細胞に発現するリン酸トランスポーターの発現を上昇させ、血管内皮細胞に対する細胞毒性を増強させることで、顎骨壊死発症を促進する可能性が示唆された。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

現時点ではおおむね予定通りに進行していると思われる。

Strategy for Future Research Activity

今後は、リン酸トランスポーター遺伝子コンディショナルマウスを用いて、さらなるin vivo 実験を行い、顎骨壊死発症に対するリン酸トランスポーターおよびＬＰＳの影響を検討する予定である。

Causes of Carryover

当該年度に購入した物品が予定よりも減額されたため、次年度使用額が生じたと考えられる。

Expenditure Plan for Carryover Budget

今後は、次年度に行うin vivo実験遂行のため、コンディショナルノックアウトマウス、C57/BL6 マウスを購入する予定である。

Research Products

• [Int'l Joint Research] Ｔｈｅ Ｆｏｒｓｙｔｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ(米国)
  • Country Name: U.S.A.
  • Counterpart Institution: Ｔｈｅ Ｆｏｒｓｙｔｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ
• [Journal Article] Phosphonocarboxylates Can Protect Mice against the Inflammatory and Necrotic Side Effects of Nitrogen-Containing Bisphosphonates by Inhibiting Their Entry into Cells via Phosphate Transporters. (2016)
  • Author(s): Kiyama, T., Tsuchiya, M., Okada, S., Oizumi, T., Yamaguchi, K., Sasaki, K., Sugawara, S., Endo, Y.
  • Journal Title: Biological and Pharmaceutical Bulletin Volume: 39 Pages: 712-720
  • DOI: 10.1248/bpb.b15-00770.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Possible pathogenic engagement of soluble Semaphorin 4D produced by γδT cells in medication-related osteonecrosis of the jaw (MRONJ). (2016)
  • Author(s): Movila, A., Mawardi, H., Nishimura, K., Kiyama, T., Egashira, K., Kim, JY., Villa, A., Sasaki, H., Woo, SB., Kawai, T.
  • Journal Title: Biochemical and Biophysical Research Communications Volume: 480 Pages: 42-47
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2016.10.012.
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] リン酸トランスポーター阻害剤によるBRONJ発症抑制機序の解明 (2016)
  • Author(s): 木山朋美、河井敬久、遠藤康男、佐々木啓一
  • Organizer: 第125回日本補綴歯科学会学術大会
  • Place of Presentation: ＡＮＡクラウンプラザホテル金沢（石川県・金沢）
  • Year and Date: 2016-07-08 – 2016-07-10