The mechanism of bone resorption in the inner ear and the effect on inner ear function, and its clinical application

2019 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17K16942
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 粕谷 健人 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 助教 (70594521)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 耳科学 / 内耳 / 耳小骨 / 破骨細胞

Outline of Annual Research Achievements

我々は、マウスの耳小骨の破骨細胞数を人為的に増減させることに成功し、破骨細胞数の制御による耳小骨形態の変化が、聴覚機能に大きな影響を与えることを示してきた。骨吸収と耳小骨・聴覚の関連性は先行研究にて示されている。破骨細胞の機能に異常が生じる代表的な臨床例としては、若年性Paget病と呼ばれる常染色体劣性遺伝病などが挙げられる。破骨細胞の活性や分布は中耳組織の骨化のタイミングと関連すると考えられている。動物実験から健常なヒトの耳小骨の形成の機構を解明することで、上記のような疾患の理解・治療方法の解明に繋がると考えられる。
初年度にてマウスの耳小骨に蛍光タンパク質を発現させたトランスジェニックマウスを作成し、これにより健常マウスの耳小骨の形成について評価し、耳小骨の形成機序が判明し、これらを疾患モデルに照らし合わせることが可能となった。
さらに次年度にて人工中耳炎モデルマウスの耳小骨や内耳骨をTRAP染色で観察することで、中耳炎モデルでツチ骨頭、キヌタ骨長脚、アブミ骨底以外において破骨細胞の増加が観察され、アブミ骨底では代償的に破骨細胞発現が低下していることを確認した。これにより、ヒト中耳炎による難聴メカニズムの解明に結び付く手がかりを得た。
今年度では、内耳に感染が浸潤する機序について検討した。リポポリサッカライド（LPS）は内耳への感染伝搬に関与する事が知られており、その作用機序を薬剤鼓室内投与にて評価した。結果、LPS併用投与群では薬剤の内耳移行の総量とピーク値が有意に多いことがわかった。また、電子顕微鏡での精査と合わせてLPSは正円窓膜において炎症を惹起させ、薬剤の内耳到達促進につながる透過性の亢進をもたらすと考えられた。これらの結果をもとに、内耳への感染波及と聴力に影響する因子を、解析しえた。