エクソソームによる放射線性顎骨壊死の治療法開発と機序解明

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K10264
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 岡部 一登 名古屋大学, 医学部附属病院, 助教 (50801453)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 酒井 陽 名古屋大学, 医学系研究科, 助教 (80772425)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 放射線性顎骨壊死 / エクソソーム / 歯髄幹細胞

Outline of Annual Research Achievements

放射線治療は頭頸部がんに対して高い治療効果を有するが，口腔粘膜炎や口腔乾燥等の有害事象を必発する．特に晩期に発症する顎骨壊死（ORN）は著しくQOLを低下させるにもかかわらず，未だ治療法は確立していない．本研究の目的は，ヒト歯髄幹細胞（DPSCs）由来エクソソーム を用いた治療法を開発し，ORNの発症機序を解明することである．
ORNの発症機序として，骨髄内の間葉系幹細胞（MSCs）の機能低下が指摘されている．本研究では，まず放射線照射したラットMSCsの遊走能，増殖能，分化能を評価し，放射線照射しなかったラット MSCsと比較して，いずれも低下していることを確認した．
次いで，エクソソームはDPSCsの培養上清から超遠心法により分離した．粒径は約100nmであり，ウエスタンブロット法で特異的表面抗原であるCD63，CD81，CD9を確認した．また透過型電子顕微鏡により形態学的評価を実施した．定量RT-PCR法ではアポトーシス抑制や血管新生，抗炎症作用に関与する関連遺伝子を同定した．
現在は，放射線照射したMSCsとDPSCs由来エクソソームとの共培養により，その効果に関する評価を開始した．評価項目として，多分化能，細胞増殖能，細胞遊走能，関連遺伝子の発現量の変化を設定しており，放射線照射したMSCs単独を対照群として比較する予定である．
また並行して，ラットORNモデルの作製を試みているが，安定したモデルの確立に至っていない．確立したのちにDPSCs由来エクソソームを投与し，その治療効果を形態学および放射線学，組織学的に評価する予定である．

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

本研究はin vitro実験およびin vivo実験に大別される．in vitor実験の進捗状況としては概ね順調であると考えているが，in vivo実験の要となるラットORNモデルの確立に至っていないことが「やや遅れている」と判断した最大の理由である．過去の報告を参考にモデルを作製したが，安定した結果が得られていない．現在は，テクニカルエラー等の問題点の確認作業を実施している．

Strategy for Future Research Activity

解決すべき研究の課題はラットORNモデルの確立である．すでに実施しているが，共同研究者の助言をいただき，早急に問題点を解決する予定である.場合によっては，他の報告を参考にラットORNモデルの作製手順を刷新する予定である．
ラットORNモデルが確立し，DPSCs由来エクソソーム の有効性をin vitro実験およびin vivo実験で示すことができれば，DPSCsをマイクロアレイにより網羅的に解析する予定である．

Causes of Carryover

期日までに放射線性ラットモデルの確立しておらず，次年度に使用額が生じた．