IGFBP-3による骨代謝制御機構の解明と新規骨増生法開発への応用

2017 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K17161
• Research Institution: Niigata University
• Principal Investigator: 江口 香里 新潟大学, 医歯学総合病院, 助教 (10779614)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 骨代謝 / 骨形成

Outline of Annual Research Achievements

歯科領域において、現在までに様々な骨再生療法研究がなされており、骨形成促進について一定の成果を得ているが、増生骨の吸収や骨量減少が問題となっており、増成骨の吸収抑制および長期維持が重要な課題となっている。増生骨の維持には骨代謝制御が重要である。インスリン様成長因子結合蛋白-3（IGFBP-3）はこれまで、インスリン様成長因子（IGF）の安定化や運搬を介して、骨形成促進に関与すると考えられていた。しかし近年、IGF を介さずに骨形成抑制や骨吸収促進に作用する、新たな機能の可能性が指摘されている。本研究の目的は、IGFBP-3のIGF非依存的作用機序を解明し、IGFBP-3を介した骨代謝の均衡制御の可能性を検索すること、また、この知見を応用し、増生骨の長期維持を可能にする新たな骨再生療法の基盤を構築することである。研究計画書では、平成29年度に骨組織および骨関連細胞におけるIGFBP-3およびIGFBP-3受容体の発現について解析を行い、骨関連細胞に対するIGFBP-3の作用について解析を行う予定であった。マウス頭蓋骨、上顎骨、下顎骨、大腿骨切片を作製し、IGFBP-3の発現について組織学的解析を行った。また、マウス頭蓋冠由来前骨芽細胞様細胞MC3T3-E細胞およびマウス大腿骨由来間葉系間質細胞を用いて、骨芽細胞におけるIGFBP-3の発現の有無および継時的変化について解析を行った。さらに、IGFBP-3が骨芽細胞分化に及ぼす影響について、遺伝子発現解析、ALP活性解析、石灰化解析を行った。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

骨芽細胞を用いた実験については当初の計画通り順調に進んでおり、IGFBP-3の作用について解析を行うことができているが、骨組織におけるIGFBP-3受容体の発現解析および破骨細胞におけるIGFBP-3の作用に関する解析についてはまだ着手できていない状況であり今後の実施となるため、やや遅れているとした。

Strategy for Future Research Activity

平成29年度の研究成果により、IGFBP-3が骨芽細胞分化に及ぼす影響については明らかにすることができたため、平成30年度は申請書の研究計画通り、その作用機序についての検証を行っていく。また、破骨細胞の培養条件について検討を行い、破骨細胞に対するIGFBP-3の作用について解析を行う。

Causes of Carryover

実験の進歩状況がやや遅れており、IGFBP-3受容体の発現解析に用いる免疫組織化学染色抗体および破骨細胞の培養に必要となる試薬や器具を今年度購入しなかったため、その分の差額が生じた。
差額については当初の研究計画遂行の為、IGFBP-3受容体の一次抗体の購入及び破骨細胞培養の関連試薬の購入に充てる。基本的な研究計画は変更しない為、次年度使用額については、IGFBP-3リコンビナントプロテインの購入、細胞培養試薬および器具の購入、実験動物購入、施設使用料等に使用する予定である。