糖代謝・骨代謝クロストークによる臓器間ネットワークに焦点を当てた新規骨質制御戦略

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K17154
• Research Institution: Kyushu Dental College
• Principal Investigator: 青沼 史子 九州歯科大学, 歯学部, 助手 (60815900)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 骨粗鬆症 / 糖代謝 / 骨代謝 / 糖代謝改善薬 / 骨造成

Outline of Annual Research Achievements

国内の高齢化が進むにつれて増加している骨粗鬆症患者に対し、インプラント治療が必要となる症例が増加しており、骨粗鬆症患者においてインプラント周囲辺縁骨の吸収が有意に増加することや、骨造成後の成熟骨の形成が少ないといった報告がある。近年、骨代謝マーカーであるオステオカルシンと糖代謝との密接な関係が明らかにされており、糖尿病では骨質劣化型の骨粗鬆症を合併しやすいという報告もある。そこで、骨粗鬆症における骨代謝と糖代謝の関連性に着目し、糖代謝改善効果のある薬剤による骨粗鬆症における骨造成治癒動態への影響を明らかにし、造成骨の予後予測や維持、および骨吸収の予防法を新規開発することを目的としている。
パイロットスタディとして、まずは8週齢の雌性ラットに腹腔内麻酔下にて卵巣摘出術（OVX）と疑似手術（SHAM）を施し、OVXを行ったラットへ、一個体あたり0.1mg/kgのzoledronic acid（ZA）および、1.0mg/kgのDexamethason（DX）を1群と、0.1ml/kgの生理食塩水を1群に、それぞれ16週間、週に一度、皮下注射した。上記の3群における血糖値と体重は週に一度測定し、また、血中のオステオカルシン濃度を計測するために採血を行い、血清を分離している。
OVXおよびSHAM手術より8週後に腹腔内麻酔下にてマウス頭蓋骨への外科処置を行い、頭頂部の皮膚を切開剥離し、直径5mmのトレフィンバーを用いて頭蓋骨に穴をあけ、骨補填材（β-TCP）を添加し、閉創した。外科手術より8週後に頭蓋骨を摘出し評価を行っている。
実験の使用薬剤の調整および上記手技を確立することができた。摘出した骨の評価（マイクロCT、HE染色）を行っており、糖代謝改善薬による効果を順次確認していく予定である。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

研究内容において、ラットに対する外科処置が多く、その麻酔薬および鎮痛薬の調整や、外科手術が繁雑なため、外科手技を安定したものに確立することに時間を費やしたと考えられる。現在、パイロットスタディの評価を行い、糖代謝改善薬を施した群の各サンプルの回収を行っている段階である。

Strategy for Future Research Activity

骨造成後の新生骨量が糖代謝改善薬により増加するのかどうか、糖代謝改善薬を用いたサンプルの作成を開始しており、今後サンプルの回収および評価を行う予定である。
8週齢のOVXを行ったラットへ、一個体あたり0.1mg/kgのZAおよび、1.0mg/kgのDXを16週間、週に一度、皮下注射した群に、糖代謝改善薬（metoformin:150mg/kg, exendin-4:10ug/kg, GluOC:3ug/kg）をそれぞれ週に一度腹腔内投与し、OVXを行ってから8週後、腹腔内麻酔下にてマウス頭蓋骨への外科処置を行い、頭頂部の皮膚を切開剥離し、直径5mmのトレフィンバーを用いて頭蓋骨に穴をあけ、β-TCPを添加し、閉創する。外科手術より8週後に頭蓋骨を摘出し評価を行う予定である。サンプルの評価は頭蓋骨のマイクロCTおよびHE染色、TRAP染色による組織学的評価と、血中のオステオカルシン濃度をELISA法を用いて評価する。