2022 Fiscal Year Research-status Report
プロテオームとミネラロームのイメージングを用いたMMP-2による再生骨成熟の解析
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21K09825
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
笹野 泰之 東北大学, 歯学研究科, 教授 (30196191)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
Yang MuChen 東北大学, 歯学研究科, 助教 (50886447)
鈴木 治 東北大学, 歯学研究科, 教授 (60374948)
矢尾 育子 関西学院大学, 生命環境学部, 教授 (60399681)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | MMP-2欠損マウス / 分析走査電子顕微鏡 / マイクロX線CT / 骨 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究代表者等の研究グループで繁殖をしているMMP-2欠損マウス（GelA KO）を研究に利用した。修復骨（再生骨）の研究に用いる週齢を検討するため、若齢マウス（７週齢）と高齢マウス（２５週齢）との間で、骨のミネラル構成（ミネラローム）をマイクロX線CTと分析走査電子顕微鏡で検討する実験を開始した。生後７週齢および２５週齢のMMP-2欠損マウスおよび野生型のマウスをそれぞれ１１匹、計４４匹について、全身麻酔下に下肢骨、頭蓋骨、上下顎骨を4％パラホルムアルデヒド、2％グルタールアルデヒド-2％グルタールアルデヒドまたは95％エチルアルコールで固定した。繁殖期間も含め、全試料の採取に平成２年度の１年間を要した。
令和３年度は、固定した下肢骨（脛骨）の試料について、マイクロX線CTと分析走査電子顕微鏡を用いたエネルギー分散型X線分析（SEM-EDX）による元素分析で検討した。一部の試料は10%EDTAで脱灰し、パラフィン包埋試料とし、パラフィン切片はヘマトキシリンーエオジンで染色した。生後７週齢の試料で、マイクロX線CT解析の結果、MMP-2欠損マウスの脛骨皮質骨の骨密度は野生型に比較して低い傾向が見られた。SEM-EDXでは、脛骨皮質骨におけるカルシウム、リン、炭素の元素の分布と濃度を解析したが、MMP-2欠損マウスと野生型の間で大きな違いは認められなかった。組織学的検討では、MMP-2欠損マウスで皮質骨が薄く、また、骨髄腔に面する骨面の凹凸が顕著であった。また、MMP-2欠損マウスでは成長板軟骨が厚く、一方で成長板の軟骨細胞の密度が低い傾向が見られた。また、令和３年度は、生後２５週齢の脛骨についても同様の解析を始めた。現時点で、マイクロX線CTによる解析の結果、MMP-2欠損マウスの脛骨皮質骨の骨密度が野生型に比較して明らかに低いことが認められている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
引き続く新型コロナウィルス感染による影響で、研究活動が制限されたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和５年度では、生後２５週齢マウスの脛骨を試料として、マイクロX線CT、エネルギー分散型X線分析（SEM-EDX）、X線回折（XRD）、赤外分光法（FT-IR）等を用いて、皮質骨のミネラル結晶の密度、組成、結晶構造等を解析し、石灰化の表現型をMMP-2欠損マウスと野生型マウスとの間で比較検討する。
さらに一部の固定試料を10%EDTAで脱灰して包埋試料とし、アルシアン・ブルーや免疫染色を用いてプロテオグリカンを中心として細胞外マトリックスの特徴を検討する。また、MMP-2欠損マウスの頭頂骨への規格化骨欠損作製と質量顕微鏡によるプロテオーム解析の方法論を検討する。
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| Causes of Carryover |
計算上の手違いから、1511円の次年度使用額が生じた。次年度にEDTA等、試薬の購入に使用する。
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