チタン製インプラントの生体適合性と周囲骨再生におけるデコリンの役割の解明

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 22K17091
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 神尾 尚伸 広島大学, 病院(歯), 歯科診療医 (40911912)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: チタン / プロテオグリカン / オッセオインテグレーション

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、骨髄由来間葉系幹細胞（BMSCs）中の目的遺伝子の発現抑制をすることで、オッセオインテグレーションを構成する因子の役割を解明することを目的としている。RNA干渉はタンパク質の機能解析を行うために一般的に用いられる手法であるが、本研究ではプロテオグリカン層形成の観察や骨分化誘導を行うため通常のsiRNAを用いた方法では遺伝子発現の抑制を長期で維持することができないため解析が困難である。それに対し、shRNAによるRNA干渉は細胞内で長期的かつ効率的に遺伝子発現を抑制することが可能であり、単一細胞のクローンを作製することができればその後の機能解析を効率的に進めることができる。
細胞外マトリックスを構成するプロテオグリカンの1種であるデコリン（DCN）はコラーゲン繊維の安定化に関与し、骨組織中にも豊富に含まれている。オッセオインテグレーションにおいてもチタンと細胞の接着やチタン周囲の骨組織の石灰化に関与すると考えられており、外因性のDCNは線維化を抑制し石灰化を亢進させることが報告されている。
これに対して本研究では内因性のDCNが同様の作用をもたらすかを検証することとし、2022年度は標的因子デコリンのshRNAおよびノンターゲットshRNAをそれぞれ導入したBMSCsのシングルクローンを作製し（sh郡とコントロール郡）、タンパク質レベルでsh郡のDCNの発言が有意に低下していることを確認した。また遺伝子導入後の細胞が多分化能（骨、脂肪、軟骨）、幹細胞表面マーカーの発現など間葉系幹細胞の特性を維持していることを確認した。

Current Status of Research Progress

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

Reason

shRNAを用いて標的遺伝子を半永久的にノックダウンした細胞を作製した。また、ノンターゲットshRNAを導入したコントロール細胞を作製した。当初の計画書に記した予定通り進行していると考えらる。

Strategy for Future Research Activity

今後は作製した細胞を使用し、機能解析実験を進める予定である。実験が早期に完了した場合、速やかに論文の執筆を開始する。

Causes of Carryover

shRNA導入細胞が順調に作成できた場合に備えて初年度の予算を多く設定していたが、本年度は細胞の作製までにとどまった。今後は機能解析を行うため次年度使用額は引き続き消耗品等予算に計上する。