血行性幹細胞供給システムを利用した歯の移動制御の新戦略：核酸医薬開発に向けて

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K09829
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: 石田 雄之 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 助教 (00516297)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 細道 純 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 講師 (00420258)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 歯科矯正学 / ケモカイン / 歯の移動 / 破骨細胞集積 / SDF-1 / CXCR4

Outline of Annual Research Achievements

近年、骨折治癒過程における局所骨代謝活性化に、SDF-1が血行性幹細胞供給メカニズムを介し重要な役割を果たしていることが報告された。我々はその点に着目し、これまでSDF-1/CXCR4シグナル抑制が矯正的歯の移動量を減少させること、またSDF-1が破骨細胞の歯根膜圧迫側への集積に深く関わることを発見した。また、これらの研究結果を臨床応用する方法として、歯周組織に対する非侵襲性の核酸医薬導入法を開発し、国内外の学会で高く評価を受けてきた。
本研究では、これらの成果を発展させ、骨髄幹細胞が血行性供給システムを介し局所集積する動態を理解し、そのシステムを利用した歯の移動制御を核酸医薬を用いて行うことを目的とし、１）矯正的歯の移動時の歯周組織内におけるSDF-1発現動態の解明、２）歯の移動時のSDF-1/CXCR4シグナルと血行性骨髄幹細胞供給メカニズムの解明、および３）SDF-1に対する核酸医薬を利用した歯の移動制御法の開発、を行うものである。
平成32年度は、血行性細胞供給システムにおけるSDF-1の働きを調査するため、困難であったGFPラベリングラットの骨髄移植モデルを完成させ、骨髄細胞の採取し移植する方法を確立すること、また蛍光識別したラット由来の骨髄を移植することで、矯正力による歯の移動時に、どの程度の血行供給がなされているのかをIVISを用いて確認することであった。骨髄移植モデルの確立できたが、骨髄移植モデルにおいて、歯の移動様相、歯槽骨骨パラメーターの変化、並びに歯根形態の変化についてマイクロCTを用いて解析したところ、矯正力による歯の移動が制限並びに骨改造の遅延が惹起されることが分かり、その原因について現在調査を続けている。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

2020年度は、予想に反し、骨髄系幹細胞移植モデルにおいて歯の移動が制限されることが判明し、大幅な研究内容の変更が必要となったことに加え、新型コロナウィルス感染拡大による緊急事態宣言に伴い、本学全体の研究遂行について制限がかかったため、遅延が生じた。

Strategy for Future Research Activity

2021年度は、骨髄移植モデルにおいて矯正力による歯の移動に制限がかかったことについて、全身性の影響が示唆されることから、その要因について明らかにする。具体的には、ELISAを用いて末梢血内のケモカインの変化について調査し、局所における歯の移動に伴うメカニズムがどの箇所で制限されるかについて調査する。全身性の影響は血行を通じて行われることから、その制限を解除する介入を行うことで、そのメカニズムについて詳細を明らかにし、血行性細胞供給の影響について調査を継続する予定である。

Causes of Carryover

研究遂行にあたり、コロナウィルス感染拡大による研究活動の制限により研究進捗に遅れが生じたため。2021年度に残りの研究遂行に物品購入を予定している。