Novel Bone Quality Regulation Strategy Focused on Inter-organ Networks by Glucose and Bone Metabolism Crosstalk

2021 Fiscal Year Annual Research 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, 医員 (60815900)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 骨代謝 / 糖代謝 / メトホルミン / OVX / 骨造成 / 骨粗鬆症 / 臓器間ネットワーク

Outline of Annual Research Achievements

骨粗鬆症は，骨量減少及び骨強度の低下が問題視されており，インプラント周囲骨の吸収が骨粗鬆症患者で優位に増加すること，骨粗鬆症宿主に骨造成を行っても新生骨の形成が低く，成熟骨が有意に少ないことが報告されている．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，実際に，糖尿病は易感染性や創傷治癒不全が惹起されるだけでなく，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．
糖代謝改善効果を持つ薬剤の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，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骨質の制御，造成骨の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た．
卵巣摘出術（OVX）を施行したラットに、骨粗鬆症治療薬（ゾレドロン酸およびデキサメタゾン）、経口糖代謝治療薬（メトホルミン）、生理食塩水のそれぞれを投与した3つの群と、疑似手術（SHAM）を施行した群に、糖負荷試験および骨造成手術を実施した。糖負荷試験の結果では、OVX後に生理食塩水を投与した群において、糖負荷後30分経過時の血糖値は他の3群と比較して上昇を示し、また、糖代謝治療薬（メトホルミン）を投与した群において、糖負荷後30分経過時の血糖値はSHAM手術を実施した群と比較して減少を示した。さらに、上記4群に対し、骨造成手術を行い、術後4週の骨を採取し骨の治癒状態を確認した。SHAM手術を施行した群と比較して、OVX手術を施し生理食塩水のみを投与した群では骨の治癒が低下する傾向が示された。OVX手術後に骨粗鬆症治療薬および糖尿病治療薬を使用した群では、骨の治癒が改善する傾向が示された。
糖尿病治療薬は骨代謝に影響を与え，創傷治癒を促進する効果を示した．このことより骨粗鬆症宿主の骨造成のリスクが薬物療法でコントロールできる可能性が示唆された．