2022 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of pathophysiological mechanism of chronic obstructive pulmonary disease (COPD)-related osteoporosis
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19K18513
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| Research Institution | University of Occupational and Environmental Health, Japan |
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Principal Investigator |
塚本 学 産業医科大学, 医学部, 助教 (70778159)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 慢性閉塞性肺疾患 / COPD / 骨粗鬆症 / 骨折 / 抗酸化防御機構 / Nrf2 / モデル動物 / 骨形態計測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
慢性閉塞性肺疾患（COPD）患者の骨折治癒への影響は不明であり、基礎研究による機序解明が必要である。COPDの病態には、酸化ストレスに対する防御機構であるNrf2シグナル伝達経路の障害が関与している可能性が示唆されている。我々は、COPDマウスにドリル孔を作成し、その皮質骨修復過程をNrf2に着目し調査した。
12週齢雄C57BL/6Jマウスに生理食塩水（C群）またはPPE 0.1U（P群）を気管内投与し、投与後12週で、大腿骨前面に径1.0mmのドリル孔を作成した。Day 14で屠殺し、ドリル開孔部の新生骨部の骨形態計測と、免疫染色で同部のNrf2、NQO-1の発現量を評価した。またドリル孔作成後day 0、3でドリル開孔部の組織を含めた骨髄細胞を採取し、RT-PCRで遺伝子学的評価を行った。
ドリル開孔部の組織を含めた骨髄細胞のRT-PCRでは、day 0に対しday 3で、C群におけるNrf2のmRNA発現が有意に上昇する一方で、P群におけるNrf2の有意な発現上昇はなく、day 3において、Nrf2、Nqo1、Vegfa、Hif1αのmRNA発現量がC群に比べP群で有意に低かった。day 14のドリル開孔部新生骨の骨形態計測では、P群の骨量（BV/TV）、骨芽細胞面（Ob.S/BS）、骨芽細胞数（Ob.N/BS）がC群と比較し有意に低かった。免疫染色では、C群と比較してP群ではNrf2、NQO1、VEGFaいずれのタンパク発現量も低下していた。
COPDマウスでは骨形成低下による皮質骨修復遅延が生じており、その機序にNrf2シグナル伝達経路の障害が関与することが示唆された。今後、Nrf2シグナル伝達の鍵となるNrf2タンパクの核内移行の評価やNrf2賦活剤の投与によって更なる調査を行う予定である。
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