Wntシグナル経路の至適な活性化による大腿骨頭壊死症の新規治療法の応用開発

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K09200
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 竹上 靖彦 名古屋大学, 医学部附属病院, 助教 (50755345)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 牧田 和也 名古屋大学, 医学部附属病院, 医員 (10843352) [Withdrawn] ; 関 泰輔 名古屋大学, 医学部附属病院, 病院講師 (20528822) ; 大澤 郁介 名古屋大学, 医学部附属病院, 医員 (40822812) ; 加藤 大策 名古屋大学, 医学部附属病院, 医員 (20925747)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: Wntシグナル / 骨壊死

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は，市販薬を用いてWnt/βカテニンシグナル経路を制御することによる大腿骨頭壊死症（ONFH）における骨再生を誘導する新規治療法の確立である。まず、人工股関節全置換術で摘出された大腿骨頭の切片を作成しβカテニン染色を行った。コントロールとしては変形性関節症の患者の大腿骨頭を用いた。βカテニンの染色性を比較したところ修復層および壊死層においてβカテニン染色性の増強が認められた一方、健常部ではコントロールと変わらない程度の染色性であった。動物実験としては、マウス大腿骨遠位顆部の虚血性骨壊死モデルの作成を行った。そして取り出された検体に対してβカテニンによる免疫染色を行ったところその染色性が増強しており、ヒト骨頭と同様にβカテニンが壊死部では増強されている可能性が示唆された。そこで、壊死部の改善を目的として１）Wnt/βカテニンシグナルを抑制する薬剤Xおよび２）Wnt/βカテニンシグナルをより活性化する薬剤Yの投与を行った。薬剤投与を行い、壊死部でのEmpty Lacunaeの経時的な改善についてHE染色にて評価を行った。また壊死による細胞死とそこからの改善についてはTUNEL染色を行い評価を行った。骨頭部の圧壊の程度についてはマイクロCTを用いて圧壊の進行について検討を行った。これらの結果、一方の薬剤において明らかに圧壊の予防および壊死部でのEmpty Lacunaeの改善を認め、TUNEL染色においても早期の細胞死からの改善が認められた。マイクロCTでは骨量の回復を認め、Wnt/βカテニンシグナルがONFHと関連していることを示すことができた。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初の目的通り、ONFHの発症、発生の原因の一端にWnt/βカテニンシグナルが関わることを明らかとした。また、そのシグナルを調整する薬剤を用いて、モデルマウスにて壊死部の組織学的、力学的改善が得られることを明らかとした。

Strategy for Future Research Activity

今後は壊死の改善に至ったその仕組みについてRT-PCRを用いてその遺伝子発現についての検討を行う。また骨端内の血管新生についてもVEGFをRT-PCRおよびWestern blottingを用いて定量化を行う。

Causes of Carryover

コロナ禍によって学会がWeb開催となることが多く、交通宿泊を要さないことがあったため。