2020 Fiscal Year Research-status Report

新規シグナル分子8-ニトロ-cGMPに着目した変形性顎関節症の新規治療薬の開発

Research Project

Project/Area Number	19K19246
Research Institution	Tokyo Medical University
Principal Investigator	金子児太郎東京医科大学, 医学部, 助教 (50826964)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2022-03-31
Keywords	8-ニトロ-cGMP / 破骨細胞 / 骨芽細胞 / 変形性顎関節症
Outline of Annual Research Achievements	本研究に関しては、まずは骨のリモデリングに関する破骨細胞と骨芽細胞を使用し、一酸化窒素の新規セカンドメッセンジャーである8-ニトロ-cGMPがおのおのの細胞にどのように作用するかを明らかにする研究から行っている。昨年度の結果より内因性の8-ニトロ-cGMPが破骨細胞の分化を促進し、骨芽細胞の石灰化を抑制するメカニズムについてより詳細な経路が判明してきており、当該年度では最終的なターゲットとなるグアニル化タンパク質の同定に関して研究を継続的に行っているところである。最終的なターゲットについては現在解析中であるが8-ニトロ-cGMPが炎症性骨吸収において骨吸収促進に関与している可能性があると思われる。昨年度の結果から変形性顎関節症が生じた下顎頭部で一酸化窒素が生じることから、8-ニトロ-cGMPが下顎頭の変形に関与している可能性がより高まり、当該年度では8-ニトロ-cGMPのターゲットとなるタンパク質を同定する細胞の研究を引き続き行いながら、マウスでのin vivo実験を平行して開始している。また、関節リウマチや変形性膝関節症など他の炎症性骨吸収がみられる疾患にも8-ニトロ-cGMPが関与すると思われ、本研究の結果が炎症性骨吸収が起こる疾患のメカニズムに対して新しい形で検討でき、治療法に結びつく可能性があると思われる。現在は昨年度からの研究で得られた結果をもとに、破骨細胞での研究結果の一部はすでに論文にまとまっているので、骨芽細胞での研究結果を現状までまとめ論文投稿中である。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 4: Progress in research has been delayed. Reason 現在in vitroの実験系として8-ニトロ-cGMPが破骨細胞の分化を促進し、骨芽細胞の石灰化を抑制するメカニズムに対して、検討を行っており、8-ニトロ-cGMPがタンパク質のグアニル化を行うことによりタンパク質の機能の変化が生じることによる可能性が高く、どのタンパク質の変化によるものかを検討を続けているものの、断定に至っていない。タンパク質のグアニル化が起こるタンパク質はかなり多く存在しており、網羅的に検索するのは困難で、可能性の高いものから一つずつ検討を行っているが、時間がかかってしまっている状態である。 in vitroの実験系が終了していないが、並列してin vivoの実験系を行っており、顎関節症モデルマウスを作成しているが、安定した疾患モデルマウスを作成するのに、条件を検討しており、まだ至っていないのが現状である。安定した疾患モデルマウスが作成できた段階で8-ニトロ-cGMPの影響について検討を行いたい。
Strategy for Future Research Activity	今後の研究としては、まず引き続きin vitroの研究として、今回の破骨細胞や骨芽細胞の変化をもたらしているタンパク質のグアニル化について特定のタンパク質の断定を行う。それにより、より詳細に作用のメカニズムが見えてきたり、他の細胞でも同様のタンパク質のグアニル化が起こっている可能性があるので、広げて研究を検討したい。 in vivoの研究に関しては安定して疾患モデルマウスの作成をできるよう引き続き、条件検証を行っていくことがまず必要であるので引き続き行っていく。安定供給が可能となれば今度は同じ条件下でkoマウスを使用し疾患モデルマウスを作成し、8-ニトロ-cGMPによる影響をin vivoでもvitroの研究結果と同様な症状が出るか観察をしていきたい。また、koマウスでも症状確認できれば野生型疾患モデルマウスの治療に繋げられるように、8-ニトロ-cGMPを分解する試薬を用いて研究を続けていきたい。
Causes of Carryover	当該年度のin vitroの研究で対象となるタンパク質を検討しているが、研究期間も迫っているので網羅的に解析する可能性があり、液体クロマトグラフィータンデム質量分析等を行う場合は大きな費用が必要となると思われる。また、in vivoの研究では今後koマウスを使用し多数の解析が同時に必要となる可能性が高く、そちらにも資金を充てる可能性があるので、次年度に繰り越している。