2021 Fiscal Year Research-status Report
BMP-2遺伝子発現ベクターとRANKL結合ペプチドによる新規骨形成法の開発
Project/Area Number |
17K11900
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Research Institution | Tokyo Medical and Dental University |
Principal Investigator |
佐藤 俊三 東京医科歯科大学, 歯学部, 非常勤講師 (20769468)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山本 まりこ (河井まりこ) 関西女子短期大学, その他部局等, 教授 (40379839)
青木 和広 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 教授 (40272603)
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Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2023-03-31
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Keywords | 非ウイルスベクター / 骨形成 / BMP-2/7 遺伝子 / 非侵襲的 / 異所性骨石灰化誘導 / 骨形成促進ペプチド / RANKL |
Outline of Annual Research Achievements |
骨形成タンパク(BMP-2)の遺伝子導入は、骨形成のための大量のタンパク投与が必要なく、BMP-2タンパク投与の代替法として期待されている。特にウイルスを用いない非ウイルスベクターによる遺伝子導入は高い安全性を示す。しかし、ウイルスを使った遺伝子導入に比べて、ウイルス無しではBMP-2遺伝子が誘導する骨量はわずかであった。本研究では、「ウイルスを用いずにBMP-2遺伝子から骨を誘導する際の骨量の少なさを骨形成促進ペプチドであるRANKL結合ペプチドの併用により、骨量増加作用を示すことができる」という仮説を明らかにすることである。
昨年度までに、骨が欲しい場所にBMP-2/7遺伝子とRANKL結合ペプチド入りの担体を打ち込むことにより、BMP-2遺伝子導入単独群より多くの骨を誘導することを仮説として実験を行ってきたが、結局、徐放担体のみを打ち込んだ実験群が、同時にあるいはあとからRANKL結合ペプチドを打ち込んだ群よりも骨量がえられたこと、またRANKL結合ペプチドの全身投与ではBMP-2遺伝子導入との相乗効果が認められたことから、非ウイルスベクターを用いてBMP-2遺伝子導入の弱点である骨再生量の不足を補うには、1)今のところ骨形成促進剤の全身投与によらなければならないこと、2)局所の骨形成促進剤の投与では、骨再生場を乱すことになり、結果として骨形成が抑制されてしまうことが明らかとなった。BMP-2とRANKL結合ペプチドとの相乗作用は明らかとなっていたが、RANKL結合ペプチドによるBMP-2/7遺伝子誘導骨の増加も明らかとなったことが本研究における大きな成果の一つともいえる。
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
RANKL結合ペプチドによる骨形成促進作用により、BMP-2/7を遺伝子導入し誘導された異所性骨石灰化の量を有意に増加させることができた。これは、当初の仮説を実証したことになり、本研究は順調に進展していると考えたが、このBMP-2/7とRANKL結合ペプチドとの骨再生における相乗効果は、ペプチドの全身投与においてのみ成されたため、それをどのように解決するのかが今後の課題である。 進捗状況としては、コロナ禍で実験が遅れてしまったこと、また共同研究者の職場異動後の研究環境の整備にも時間がかかり、もう一年延長することとなったが、さらに、2本目の論文作成に向けてデータを集めるために、さらにもう一年の研究期間の延長となっている。
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Strategy for Future Research Activity |
BMP-2/7を遺伝子導入に必要な試料は、共同研究者の河合先生の担当であり、コロナ禍の影響も有り、職場の都合で実験が滞っていた。このため、本研究2本目の論文投稿に向けて、遺伝子導入につかうプローブの形を変えることにより、骨のでき方が違うかを検討し、再度骨形成促進剤局所投与の有効性を確かめてみる計画である。 まずは、電極の形を変えて、非ウイルスベクターによる骨形成作用の差異を明らかにしていくことを目的に実験に取り組む予定である。
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Causes of Carryover |
2020年度からのコロナ禍で実験が遅れてしまったこと、また共同研究者の職場異動後の研究環境の整備にも時間がかかり、もう一年延長することとなったが、さらに、2本目の論文作成に向けてデータを集めるために、さらにもう一年の研究期間の延長をきめたことが、次年度使用額が生じた理由となる。
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