歯髄幹細胞由来エクソソームを用いたビスホスホネート関連顎骨壊死の治療法の開発

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17H06755
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 岡部 一登 名古屋大学, 医学部附属病院, 助教 (50801453)
• Project Period (FY): 2017-08-25 – 2019-03-31
• Keywords: 歯髄幹細胞 / ビスホスホネート関連顎骨壊死 / エクソソーム

Outline of Annual Research Achievements

ビスホスホネート製剤関連顎骨壊死（BRONJ）の発症はビスホスホネート製剤（BPs）投与後に行った抜歯等の侵襲的歯科治療を契機とする疾患である．2003年に報告されて久しいが，未だ発症機序は不明であり，その予防法や治療法が確立されていない．本研究の目的は，ヒト歯髄幹細胞（DPSCs）由来エクソソームを用いて，その発症機序を解明し，治療法を確立することである．
BPsの作用は破骨細胞の骨吸収を阻害することにあるが，BRONJでは破骨細胞以外の細胞（骨芽細胞や血管内皮細胞等）にも影響が及んでいると考えられる現象に，しばしば遭遇する．本研究では，まず骨髄由来間葉系幹細胞（MSCs）に注目したところ，BPsはMSCsの細胞増殖能や細胞遊走能を低下させ，アポトーシスを促進した．
エクソソームはDPSCsの培養上清から超遠心法により分離した．粒径は約100nmであり，ウエスタンブロット法で特異的表面抗原であるCD63，CD81，CD9を確認した．また定量RT-PCR法でアポトーシス抑制や血管新生，抗炎症作用に関与する関連遺伝子を同定した．そこでBPsで処理したMSCsのエクソソームとの共培養による多分化能，細胞増殖能，細胞遊走能，関連遺伝子の発現量の変化について評価を開始した．
またBPsおよびデキサメタゾンの投与後に抜歯し，臨床応用を想定したラットBRONJモデルを作製した．現在はBRONJに対するエクソソームの有用性について，その投与時期や投与量を含めて，形態学および組織学的，放射線学的に評価している．

Current Status of Research Progress

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

Reason

ラットBRONJモデルの統一された作製方法が確立されていない．しかしながら，過去の報告された複数の作製方法を検討し，本研究に最適なモデルを比較的早期の段階で確立できた．

Strategy for Future Research Activity

現状の研究を継続すること第一方策とする．さらにエクソソームの網羅的な解析の実施することで，BRONJ発症に関連する遺伝子の同定を試みる．またBRONJに対するエクソソームの有効性についてMSCsの解析だけでなく，血管内皮細胞や骨芽細胞，破骨細胞等の細胞も検討する．