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-

2021 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。昨年度は超分子酸分解性ポリロタキサンにカルボキシ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を確認した。
本年度は骨結合性ポリロタキサンのリン酸カルシウムプレートへの結合度や破骨細胞分化への影響を調べた。
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。コートしたポリロタキサンを測定したところ、濃度依存的に結合していた。また、24時間インキュベート後も、結合が確認された。
ポリロタキサンがコートしたプレート上でRAW264細胞を培養し、破骨細胞のアクチンリングの形成について検討した。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アクチンリングの形成が抑制された。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、破骨細胞のアクチンリングの形成に影響を及ぼすことが示唆された。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が治療薬と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

実験計画ではリン酸基が修飾されたβシクロデキストリンやポリロタキサンを用いて破骨細胞への影響を調べる予定であったが、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、代替品を用いて実験を行ったが、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。さらにカルボキシ基だけでなく、リン酸基を用いて骨結合性を確認している。今後はリン酸基を修飾したβシクロデキストリンやポリロタキサンを用いて実験を進めていく予定である。

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。