RANKL逆シグナルと破骨細胞エクソソームを基軸とした新規歯周組織再生療法の開発

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K09868
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 向阪 幸彦 東北大学, 大学病院, 医員 (10760457)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 鈴木 茂樹 東北大学, 大学病院, 講師 (30549762) ; 根本 英二 東北大学, 歯学研究科, 准教授 (40292221) ; 山田 聡 東北大学, 歯学研究科, 教授 (40359849) ; 丸山 顕太郎 東北大学, 大学病院, 医員 (80833805)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 歯学 / 再生医療 / シグナル伝達 / エクソソーム / RANKL / Wnt

Outline of Annual Research Achievements

エクソソームは、細胞から分泌される膜小胞であり、タンパク質のみならずメッセンジャーRNAやマイクロRNAなども含めた膨大な情報伝達物質を他の細胞に伝達する役割がある。近年、破骨細胞が分泌するエクソソーム上に発現しているRANKが、骨芽細胞のRANKLと結合することで骨芽細胞の分化を誘導することが報告されている。一方でセメント質の研究に関しては、セメント芽細胞が発現しているRANKLが破骨細胞のRANKを介して破骨細胞分化を誘導することが報告されているが、破骨細胞由来のエクソソームがセメント芽細胞分化に与える影響については報告が皆無である。本研究の目的は、破骨細胞由来のRANK発現エクソソームによるセメント芽細胞の分化誘導を検証することである。
今年度は破骨細胞分泌エクソソームがセメント芽細胞に与える作用について検証した。まずマウスマクロファージ様細胞株RAW264.7をリコンビナントRANKL存在下にて5日間培養し破骨細胞分化を誘導した。その過程で培養3~5日目の上清を回収し、ExoQuick-TCエクソソーム単離キットを用いてエクソソームを単離した。セメント芽細胞の前駆細胞と考えられているマウス歯小嚢細胞株SVF4に単離したエクソソームで1日刺激した後にリコンビナントWnt3aで分化誘導を行ったところ、エクソソームの濃度依存的にSVF4のアルカリフォスファターゼ活性を抑制することを認めた。
次年度は上記の知見におけるシグナル解析を行うとともに、SVF4のRANKLの発現誘導あるいは抑制を行った条件下での破骨細胞由来エクソソームの作用を検討する。

Current Status of Research Progress

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

Reason

本年度は破骨細胞由来エクソソームによる分泌誘導の解析をマウス歯小嚢細胞を用いて行ったところ、Wnt3a誘導性アルカリフォスファターゼ活性の濃度依存的な抑制が示唆された。この知見をもとにWntシグナルとの併用による硬組織形成誘導能の解析を次年度の継続課題とすることができるので、現在までの研究の達成度は概ね順調と言える。

Strategy for Future Research Activity

分泌誘導されたエクソソームの機能解析およびWntシグナルとのクロストークを検討し、破骨細胞によるセメント芽細胞分化の調節機構を解析することが今後の研究の目標となる。

Causes of Carryover

次年度使用額は、今年度の研究を効率的に推進したことに伴い発生した未使用額である。
今後2021年度請求額と合わせ、2022年度の研究遂行に使用する予定である。