骨基質小胞中microRNAによる骨代謝調節機構の解明と効率的歯牙移動への応用

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19K19268
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 中尾 裕子 広島大学, 医系科学研究科(歯), 研究員 (50806685)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: miR-125b / miRNA / 基質小胞 / 骨芽細胞分化

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、骨芽細胞形成における miR-125b の影響を明らかにすることで miR-125b の骨リモデリングにおける機能を解明することを目的とした。また、miR-125Obl/Venusマウスを用いて基質小胞を媒体とした miRNA の DDS の確立を行うと共に、骨代謝疾患に対する基質小胞を介した miR-125b の治療薬としての可能性を検討することで、安全で効率的な新規矯正歯科治療法の確立を目指した。
miR-125bマウスおよびmiR-125b不死化細胞の作製および解析において、miR-125bの有無が骨芽細胞分化および石灰化に影響しないことが示唆された。また、不死化細胞のmiR-125bレベルは、細胞質ではmiR-125b細胞で高くなっていたものの、回収した基質小胞では両者同レベルであった。
WTマウスおよびmiR-125bOblマウス由来MSCsの解析を行った。結果、miR-125bOblおよびWTマウス由来MSCsの骨形成能やALP活性、ALPLおよびANXA5の発現レベルに差は認められなかった。一方、miR-125bObl由来基質小胞では、WTと比較して高いmiR-125bの発現レベルを示した。
歯牙移動モデルマウスの作成が困難であったため、実験をWTマウスおよびmiR-125bOblマウスの大腿骨骨折モデルの作成に変更し、骨折後の経過を解析した。WTマウスは８週で治癒している個体が認められた一方、miR-125bOblマウスでは６週以降も仮骨量が多く、術後８週でも骨折治癒はみられなかったことから、仮骨吸収の遅延が示唆された。このことから、骨芽細胞由来miR-125bが過剰になると、骨折治癒に遅延が認められることが明らかとなった。本研究において、骨芽細胞由来miR-125bの骨基質内レベルが骨折治癒過程に大きく影響することが明らかとなった。

Research Products

• [Journal Article] The matrix vesicle cargo miR-125b accumulates in the bone matrix, inhibiting bone resorption in mice (2020)
  • Author(s): Tomoko Minamizaki , Yuko Nakao, Yasumasa Irie, Faisal Ahmed, Shota Itoh, Nushrat Sarmin, Hirotaka Yoshioka, Asako Nobukiyo, Chise Fujimoto, Shumpei Niida, Yusuke Sotomaru, Kotaro Tanimoto, Katsuyuki Kozai, Toshie Sugiyama, Edith Bonnelye , Yuichiro Takei , Yuji Yoshiko
  • Journal Title: Communications Biology Volume: 3(1) Pages: 30
  • DOI: 10.1038/s42003-020-0754-2.
  • Peer Reviewed / Open Access