2023 Fiscal Year Annual Research Report

カーボネイトアパタイトの高い骨伝導能・骨再生能を細胞の分子メカニズムから解明する

Research Project

Project/Area Number	21H03139
Research Institution	The University of Tokushima
Principal Investigator	宮本洋二徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(歯学域), 教授 (20200214)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	福田直志徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(歯学域), 助教 (10804156) 工藤景子徳島大学, 病院, 講師 (70380029) 秋田和也徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(歯学域), 助教 (70876028) 栗尾奈愛徳島大学, 病院, 講師 (80622141)
Project Period (FY)	2021-04-01 – 2024-03-31
Keywords	カーボネイトアパタイト / ハイドロキシアパタイト / 骨伝導
Outline of Annual Research Achievements	本研究課題では、表面粗さや表面形状がほぼ同じハイドロキシアパタイトとカーボネイトアパタイトを作製し、この上で骨芽細胞様細胞（MC3T3-E1細胞）を培養し、遺伝子およびmiRNAの発現変化をマイクロアレイにて解析し、カーボネイトアパタイトの優れた骨伝導、骨新生の分子メカニズムを検索する。昨年までに、加圧条件や焼成温度を変えることで、表面粗さや表面形状がほぼ同じで材質だけが異なるカーボネイトアパタイトとハイドロキシアパタイト試料の作製に成功した。この表面性状が同じディスクを用いて培養実験を行った。直径15mm、厚み1mmのカーボネイトアパタイト、ハイドロキシアパタイトディスク上で骨芽細胞様細胞（MC3T3-E1細胞）を培養した後、Trizol(Invitrogen)によりtotal RNAを回収した。材質の違いによるMC3T3-E1細胞の遺伝子およびmiRNAの発現変化をマイクロアレイ解析した。MC3T3-E1細胞をカーボネイトアパタイトとハイドロキシアパタイト上で24時間培養した結果、カーボネイトアパタイト上で有意な細胞増殖を認めた。さらに、カーボネイトアパタイトはハイドロキシアパタイトと比較して、4種類のmiRNAの発現量を増加させた。特に、miR-26b-3pについては、エストロゲンレセプターを介して骨芽細胞の分化を促進することが報告されていることから、カーボネイトアパタイトによる骨芽細胞への分化促進作用があることが示唆された。以上より、炭酸アパタイトの圧倒的な骨伝導性の機序には、分子メカニズムの検索により細胞増殖と細胞分化の促進が関わることが分かった。
Research Progress Status	令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
Strategy for Future Research Activity	令和5年度が最終年度であるため、記入しない。