2020 Fiscal Year Research-status Report
Exploration of pathogenesis of medication-related osteonecrosis of the jaw based on macrophages
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20K18607
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| Research Institution | Nagasaki University |
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Principal Investigator |
早野 博紀 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 研究協力員 (20866644)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | BRONJ / DRONJ / マクロファージ / リンパ管 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年，炎症創部における骨髄由来CD11b+F4/80+LYVE-1+マクロファージのリンパ管内皮細胞への分化転換が報告された．そこで研究代表者は，口腔創部に動員される骨髄由来マクロファージの減少とリンパ管内皮細胞への分化転換阻害に起因して，ビスホスホネート製剤関連顎骨壊死（BRONJ）とデノスマブ関連顎骨壊死（DRONJ）の発症機構は異なると仮説を立てた．本研究の目的は，開発した抜歯誘発性高頻度発現型BRONJ/DRONJモデルを実験ツールとして使用し，マクロファージの分化転換を基軸とした薬剤関連顎骨壊死の発症機構を解明することにある．本年度は，BRONJとDRONJについて高頻度発現型顎骨壊死モデルマウスを確立し，その病態解析を行った．その結果，BRONJとDRONJは肉眼的には骨露出を伴う創部開放が共通して認められ，また，病理組織学的には，骨細胞数の有意な低下を伴う生きている骨の著しい減少と，空の骨小腔数の増加を伴う壊死骨の著しい増大が起こっており，BRONJとDRONJで共通していることが分かった．一方，免疫病理学的観点から解析を行った結果，著しい多形核白血球浸潤や血管新生抑制，ならびに血管内皮増殖因子（VEGFA）の産生低下などは両者に共通していたものの，リンパ管系性抑制はBRONJ様病変でのみ惹起されていることが分かり，さらにこれにはある極性を有したマクロファージが関与していることが分かった．現在はマクロファージの枯渇を行うことによるBRONJとDRONJ様病変の枯渇研究を行っている．
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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
BRONJとDRONJモデル確立は終了し，肉眼的，骨構造学的，組織病理学的，ならびに免疫病理学的解析はすでに終了したことから，おおむね順調に進展していると判断した．
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| Strategy for Future Research Activity |
(1)野生型マウスに対してクロドロネートリポソームシステムを応用したマクロファージの全身的枯渇を行い，抜歯後に創傷治癒不全が惹起されるかを確認する．次に骨髄に対してマクロファージの局所的枯渇を行い，抜歯後に創部へと遊走するマクロファージの由来臓器が骨髄であることを証明する．(2)特定された標的臓器（骨髄）よりソーティングされたCD11b+F4/80+LYVE-1陽性と陰性マクロファージをBP製剤もしくは抗RANKL抗体存在／非存在下で，リンパ管内皮細胞用分化培地を用いて培養する．管腔構造解析，リンパ管内皮細胞が産生するCCL21を用いた細胞遊走性解析，ならびに回収細胞から抽出・作成した遺伝子とタンパク質から定量qPCRとウエスタンブロッティングをそれぞれ行い，CD11b+F4/80+LYVE-1陽性マクロファージにはリンパ管内皮細胞への分化転換能が存在し，CD11b+F4/80+LYVE-1陰性マクロファージには分化転換能がないことを，また，リンパ管としての機能や特徴的形態があるかを検討する．(3)BRONJとDRONJモデルに対し，CD11b+F4/80+LYVE-1陽性と陰性マクロファージの移植実験を行う．具体的には抜歯4週間後にBRONJまたはDRONJの診断を行い，その後，GFP+CD11b+F4/80+LYVE-1陽性もしくは陰性マクロファージを尾静脈から移植する．細胞移植2週間後に屠殺し，CD11b+F4/80+LYVE-1陽性マクロファージだけがBRONJを寛解すること，ならびに，創部にGFP+CD11b+F4/80+LYVE-1陽性マクロファージが集積してリンパ管内皮細胞へ分化するか否かを確認する．
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