2021 Fiscal Year Research-status Report
チタン上のプロテオグリカン層がオッセオインテグレーション獲得に果たす役割の解明
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21K09955
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| Research Institution | Nagoya City University |
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Principal Investigator |
土屋 周平 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 助教 (20569785)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
黒田 健介 名古屋大学, 未来社会創造機構, 特任教授 (00283408)
加藤 伸一郎 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 助教 (60836683)
本田 雅規 愛知学院大学, 歯学部, 教授 (70361623)
渋谷 恭之 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 教授 (90335430)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | オッセオインテグレーション / 二酸化チタン / プロテオグリカン / 糖鎖 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
二酸化チタン上の骨髄由来間葉系細胞（BMSCs）のO結合型糖鎖の機能をin vitroで解析をした。BMSCsにおけるO結合型糖鎖の糖転移酵素であるキシロシルトランスフェラーゼ（XylT）-1、-2をRNA干渉技術でノックダウンし、それぞれshXylT-1、shXylT-2とした。対照群はベクターのみを形質転換し、NTCとした。それぞれの細胞をシングルセルクローニングし、安定発現細胞株を作成した。これらの細胞を二酸化チタン上で培養をすると、shXylT-1およびshXylT-2はNTCと比較して石灰化能を有意に低下した。また、二酸化チタン上におけるshXylT-1およびshXylT-2の細胞増殖能は、NTCと比較して有意に低下した。さらに、二酸化チタン上のshXylT-1は、IDO、PGES2、AHR、PD-L1、IL-10など、免疫寛容能を促進する因子の遺伝子発現がNTCと比較して有意に上昇した。また、二酸化チタン上のshXylT-2は、PGES2、IDO、TSG6、IL-6の発現がNTCと比較して有意に低下することが明らかになった。さらに、shXylT-1およびshXylT-2の培養上清を回収し、THP-1から分化させたマクロファージに添加をすると、shXylT-1の培養上清は、組織修復型のM2マクロファージに分化し、shXylT-2の培養上清は炎症型のM1マクロファージに分化する傾向がみられた。さらに、二酸化チタン上で培養したshXylT-1およびshXylT-2をHL-60から分化した好中球と共培養をすると、shXylT-2はNTCおよびshXylT-1と比較して有意にアポトーシス細胞数が低下した。
以上の結果からXylT-1およびXylT-2は、二酸化チタン上のBMSCsの石灰化能および免疫寛容能に影響を与えることが明らかになった。
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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
研究計画どおりに進行している。また、当初よりも多くの解析が実施できている。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでに機能解析実験が終了したため、糖転移酵素によって修飾されるO結合型糖鎖の組成を解析する予定である。また、O結合型糖鎖が修飾されていないデコリン、バイグリカンなどのプロテオグリカンの機能を解析することも考慮に入れる。
２年目は、当初研究計画書に記載されている、二酸化チタン上のBSMCsにおけるN結合型糖鎖の機能解析を実施する。N結合型糖鎖は、O結合型糖鎖と比較して細胞の分化に与える影響が大きいと考えられているため、マイクロアレイなど網羅的な遺伝子解析を実施することを考慮する。近年、N結合型糖鎖はOSTなどの単一の因子ではなく、STT3AおよびSTT3Bなどのサブユニットを形成して糖鎖を修飾すると考えられているため、遺伝子改変細胞の作成を複数種類実施する。
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| Causes of Carryover |
他財団からの助成金が採択され、本助成金を使用することなく研究を進めることができた。進捗状況はおおむね順調であり、今後、より詳細な解析を進めるために使用する予定である。
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