2017 Fiscal Year Research-status Report

Development of regenerative medicine for bone defect using a combination of phosphatidylserine-containing liposomes and bioactive glass

Research Project

Project/Area Number	17K11728
Research Institution	Fukuoka Dental College
Principal Investigator	阿南壽福岡歯科大学, 口腔歯学部, 教授 (80158732)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	松崎英津子福岡歯科大学, 口腔歯学部, 講師 (20432924) 畠山純子福岡歯科大学, 口腔歯学部, 助教 (50374947)
Project Period (FY)	2017-04-01 – 2020-03-31
Keywords	PSリポソーム / 生体活性ガラス / 骨欠損モデル / エックス線解析 / 不透過性亢進 / 新生骨形成 / ブリッジ状骨添加
Outline of Annual Research Achievements	近年、細胞膜リン脂質であるホスファチジルセリンを含有するPSリポソーム（以下PSLと略す）はミクログリア／マクロファージに貪食された後、プロスタグランジンE2（以下PGE2と略す）の産生を促し、抗炎症作用を示すことが報告されている。また、PSLは破骨細胞前駆細胞から成熟細胞への成熟を抑制し、慢性関節リウマチの動物モデルにおける骨破壊を抑制することが示されている。一方、生体活性ガラス(bioactive glass以下BAG)は、骨伝導能があり、骨補填材としての有用性が示唆されている。そこで今回、ラット頭頂骨骨欠損モデルを用いてPSLと生体親和性に富むBAGが骨窩洞内の骨形成に及ぼす影響について検索した。移植8週後に屠殺し, 4% paraformaldehyde 水溶液で灌流固定を行い、頭部を取り出した。高分解能マイクロX線CTスキャナ（SKYSCAN, Bruker Corporation社製）にて解析を行うとともに、。８週例の骨欠損部のエックス線解析では、骨欠損部にBAGを中心にして不透過性の亢進した像が多数認められた。対照群では、実験期間を通して骨欠損部には骨添加を示す不透過像は認められなかった。また、８週例のH.E染色像では骨欠損部に厚い層板構造を示す新生骨が観察された。BAG粒子は填塞時に比較して減少しており、一部骨組織に包含された所見や骨と密に接した所見が観察された。炎症性細胞は観察されず、欠損窩洞の窩底部から新生骨により置換され、骨組織の修復再生が活発に行われた所見が観察された。一方、8週例のアザン染色像では、形成された骨組織の緻密化が亢進している所見が観察された。以上のことより、BAG + PSL添加群はBAG単独群と比較して骨組織形成が促進され、貫通した骨欠損部をブリッジ状に新生骨が添加した可能性が示唆された。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 初年度では、ラット頭蓋冠骨欠損モデルを用いて、8週例において成熟した骨組織形成が認められることが明らかになった。そのため、現在は移植後の初期変化に焦点を絞り、PSLと生体親和性に富むBAGが骨窩洞内の骨形成に及ぼす影響についてマイクロX線CTスキャナによる解析および組織化学的解析を進行中である。さらに、移植後のBAGの動態について興味深い所見を得ており、鋭意解析中である。また、根尖性歯周炎動物モデルにおいては、マクロファージ系細胞に及ぼすPSLの作用について免疫組織学的に解析を行っている。
Strategy for Future Research Activity	１）平成29年度の検索により示されたPSリポソームの硬組織形成促進効果を応用し、引き続きBAGと併用することにより、動物モデルを用いてその効果を検証する。また、骨芽細胞系細胞を用いて、細胞内シグナル伝達の探索を行うことにより、in vivoおよびin vitroの両面から、より効果的な破壊された骨組織を再生するための予知性の高い治療法の基盤構築を図る。２）PSリポソームによるマクロファージM2タイプへの変換機構の解明培養系において、PSリポソームによるERK1/2のリン酸化とp38 MAPKのリン酸化抑制についてウエスタンブロット法による検討を行い、NF-kBの核移行の抑制が認められるかどうか、免疫蛍光染色法を用いて検討する。また、PSリポソームによるBMPおよびTGF-β産生に及ぼす影響について免疫組織学的及び分子生物学的に検討する。
Causes of Carryover	29年度はラット頭頂骨骨欠損モデルを用いて解析を行ったが、主に形態計測に主眼を置いての解析を遂行することとなった。そのため、初年度の行う計画であった免疫組織学的解析を現在進めていることより、30年度に繰り越された消耗品費を使用させて頂き予定していた組織化学的検索を進めている。