骨結合性超分子による破骨細胞機能調節 -骨吸収抑制新規治療薬の開発-

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K10064
• Research Institution: Osaka Dental University
• Principal Investigator: 吉川 美弘 大阪歯科大学, 歯学部, 講師 (70434793)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 池尾 隆 大阪歯科大学, 歯学部, 教授 (40159603) ; 吉澤 達也 熊本大学, 大学院生命科学研究部(医), 准教授 (40313530) ; 田村 篤志 東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 准教授 (80631150)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: シクロデキストリン / 破骨細胞 / 骨

Outline of Annual Research Achievements

本研究は骨結合性超分子を用いて骨代謝を制御することにより、骨吸収抑制の新規治療開発の基礎となることが目的である。酸分解性超分子であるポリロタキサンはすでにNieman Pick病の治療薬として研究が進められているが、酸分解によってシクロデキストリンが放出される技術は様々な組織においても研究が進めらている。そこで我々は骨組織に応用できないか検討した。
本年度は超分子酸分解性ポリロタキサンにカルボキシル基を付加した骨結合性超分子を合成し、合成した骨結合性ポリロタキサンを用いて、破骨細胞機能にどのように影響を及ぼしているかに着目し実験を行った。実験方法としてリン酸カルシウムプレートにカルボキシル基が修飾された酸分解性ポリロタキサン（CMC-PRX）をコートした。コントロールとして、修飾されていない酸分解性ポリロタキサン（HEE-PRX）を用いた。そのプレート上でRAW264細胞を培養し、破骨細胞の機能発現に及ぼす影響について検討した。CMC-PRXがコートしたプレート上ではHEE-PRXと比較して破骨細胞による吸収窩が抑制された。さらに破骨細胞の生存にも影響を及ぼすことが明らかになった。これらの結果から細胞膜からコレステロールを除去することにより、破骨細胞の機能発現をコントロールできる可能性が示唆された。さらに、今後、CMC-PRXが細胞膜に影響を及ぼすことにより、破骨細胞の機能発現を調節するかどうかを明らかにし、CMC-PRXが治療薬して有用であることを明らかにすることにより、骨吸収抑制の新規治療開発の発展につながる可能性が示唆された。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

実験計画では酸分解性ポリロタキサンにカルボキシル基を結合したものを合成すること、合成したポリロタキサンを用いて破骨細胞の機能発現に及ぼす影響について明らかにする予定であったが、骨結合性ポリロタキサンは予定通り合成できたが、COVID-19の影響のため、リン酸カルシウムプレートが製造中止となったため、手に入ることができなくなり思うように実験が進まなかった。

Strategy for Future Research Activity

現在、リン酸カルシウムプレートの代替品を使い研究を進めている。in vitro実験で骨結合性ポリロタキサンが破骨細胞の機能発現を調節することが明らかにできれば、今後はin vivo実験を行っていく。具体的には骨粗鬆症モデルマウスを用いて、合成ポリロタキサンを注入し、骨量の変化を骨形態計測により明らかにする。

Causes of Carryover

コロナのため、実験に必要なプレートが製造中止となり、購入することができなかった。また、その結果、思うように研究が進まなかったため、研究費を次年度に持ち越すこととなった。