2020 Fiscal Year Research-status Report
性ホルモンと機械的刺激による変形性顎関節症の病態発生機序の解明とその治療戦略
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20K10215
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| Research Institution | Tokyo Dental College |
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Principal Investigator |
石井 武展 東京歯科大学, 歯学部, 講師 (80433978)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松永 智 東京歯科大学, 歯学部, 准教授 (70453751)
中村 貴 東京歯科大学, 歯学部, 講師 (80431948)
溝口 利英 東京歯科大学, 歯学部, 准教授 (90329475)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 変形性顎関節炎 / 性ホルモン / メカニカルストレス / 顎関節 / 軟骨細胞層 / エストロゲン / アンドロジェン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
変形性顎関節炎(TMJ-OA)は、年齢や性差の関連が知られている。そこで、雄では精巣摘出(ORX)、雌では卵巣摘出（OVX）による全身的な性ホルモン低下条件を作り出したマウスにおいて、下顎頭に過度なメカニカルストレスをかけた動物モデルを確立し、TMJ-OAを引き起こす性ホルモン減少とメカニカルストレス(MS)の相互作用に関するメカニズムの一端を、分子生物学的解析を用いて解明することを目的とした。
本年度はTMJ-OAマウスモデルを完成させた。雄マウスにおいてORXを行った群でDHTの有意な低下が見られた。雌マウスにおいてはOVXを行った群でE2の有意な低下が見られた。MS群,及びOVXまたはORX+MS群はコントロール群と比較して、軟骨厚みが有意に減少していた。軟骨下骨における破骨細胞数計測では、OVXまたはORX+MS群ではコントロールと比較して約４倍の破骨細胞の増加が見られた。サフラニンO染色により、MS群,OVXまたはORX+MS群はSafranin-0に染色される層の減少とModified Mankin scoreの増加が見られ、MMP13も軟骨細胞で強く発現していた。MSとエストロゲン減少の要素が組み合わさる事で、軟骨のプロテオグリカンやⅡ型コラーゲンが破壊され、重篤なTMJ-OAが誘発される事が確認された。コントロールとOVXまたはOVX+MS群の比較において最も発現量が亢進したのは血管新生促進に関与するAngptl7であった。また、内皮細胞のアポトーシスや、骨組織におけるCaCo3形成による不適切な石灰化促進しや骨吸収促進作用に関与するCar1遺伝子が、疾患原因候補遺伝子として新規発見された。また、そのタンパク局在は、Angptl7がTMJ-OAの軟骨細胞層に限局して認められ、Car1はTMJ-OAにおける軟骨細胞直下の骨組織血管に限局して認められた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度は、変形性顎関節炎の病因として、メカニカルストレスと性ホルモンの減少により関節軟骨細胞層の著しい破壊を生じることが解明され、さらにその病因遺伝子候補であるAngptl7とCar1の同定を行い、これらの成果について既に論文を投稿している。既に、原因候補遺伝子について発現ベクターを作成し、過剰発現株の樹立を目指して順調に進めている。
本年度はこれらの遺伝子のメカニズムについて解明する予定である。
In vivoについても、安定してTMJ-OAができるマウスを準備できており、In vitro及びIn vivoともに順調に進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在、in vitroでAngptl7及びCar1の発現ベクターを作成して、ATDC5及びMC3T3-E1細胞を用いて、Angptl7及びCar1の過剰発現細胞を作成しており、この細胞が樹立できると性ホルモン及びメカニカルストレスが、どのようにこれらの遺伝子に働きをかけるかというメカニズムを解明することができる。既に、エストロゲンペレットも購入が済んでおり、今後はin vivoでも性腺摘出したメカニカルストレスをかけたTMJ-OAマウスを用いて、エストロゲンを補充することにより、Angptl7やCar1が減少するかについての変形性顎関節炎の予防につながるかどうかについて検証をおこなっていく予定である。過剰発現により、細胞増殖を抑制したりアポトーシスを促すなど実験が困難な場合には、RNAiを用いたAngptl7またはCar1のKnock down実験をin vivoまたはin vitroで行えるように準備している。
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| Causes of Carryover |
研究分担者の残金が発生したため、わずかに次年度使用額が発生した。
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