Minimodeling - a novel manner of bone formation: Investigation of "minimodeling factors" from osteocytes

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K19585
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 57:Oral science and related fields
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: AMIZUKA Norio 北海道大学, 歯学研究院, 教授 (30242431)
• Project Period (FY): 2021-07-09 – 2023-03-31
• Keywords: ミニモデリング / 骨細胞 / 骨リモデリング / エルデカルシトール / スクレロスチン

Outline of Final Research Achievements

In this study, we have attempted to examine minimodeling-based bone formation in the epiphyses and metaphyses of the long bones of eldecalcitol (ELD)-administered ovariectomized (OVX) rats. ELD administration increased bone volume by minimodeling in OVX rats. The epiphyses, rather than metaphyses, of the ELD group showed significantly higher frequency of minimodeling-based bone formation. The epiphyseal trabeculae seem to receive the mechanical stress from the joint, when compared to metaphyseal trabeculae extended from the growth plate cartilage. The percentage of sclerostin-positive osteocytes was significantly reduced in the minimodeling-induced new bone in the epiphyses but not in the metaphyses of the ELD groups. Taken together, it seems likely that ELD could efficiently induce minimodeling-based bone formation in the epiphyseal trabeculae which would easily receive the mechanical stress from the joint.

Free Research Field

口腔組織学、微細構造学、骨代謝学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ミニモデリングは、骨リモデリングとは異なる様式で骨形成を誘導する。これまでに、抗スクレロスチン抗体がミニモデリングを誘導することが知られているが、本研究では、エルデカルシトールがメカニカルストレスのかかる部位においてスクレロスチン産生を有意に抑制して、ミニモデリングを誘導することから、ミニモデリング誘導因子としてメカニカルストレスが強く示唆された。今回の結果は、骨粗鬆症治療において、薬剤治療だけでなく運動療法も組み合わせることで効率的にミニモデリングを誘導し骨量増加につながる可能性が得られた。