Development of the are treatment strategy for ORN of the jaw with Exosome derived from E-MNC

2023 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 23K09335
• Research Institution: Showa University
• Principal Investigator: 大場 誠悟 昭和大学, 歯学部, 准教授 (80363456)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 黒嶋 伸一郎 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 准教授 (40443915) ; 住田 吉慶 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 教授 (50456654)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2026-03-31
• Keywords: 細胞外小胞 / 骨再生 / E-MNC / MSC

Outline of Annual Research Achievements

研究目的：放射線性顎骨壊死(osteoradionecrosis of jaw; ORNJ)の治療のために、環境改善を可能にする治療方法を確立する。その際に、細胞治療ではなく、細胞から抽出した細胞外小胞を利用することで、ORNJの病態改善を試みる。
2023年度の計画：まず、最初の段階として、細胞外小胞の抽出を行い、細胞と同様の骨再生能力を有していることを確認することとした。使用する細胞としては、E-MNC使用の前に、市販化されたMSCを用いることとした。
細胞外小胞の抽出：E-MNC (effectively conditioned mononuclear cells)由来の細胞外小胞（extracellulaer vesicles; EVs）による放射線性顎骨壊死の治療に先立ち、mesenchymal stem cell (MSC)由来のEVsが問題なく抽出可能であり、細胞と同様の効果を有しているのか確認することとした。培養したMSCからtotal exosome isolation kit (invitrogen)を用いて、EVを抽出した。確実にEVが抽出できていることをを確認し。MSCとMSC由来のEVの性質をPCRで比較したところ、bmp2やalpの発現は両者で類似していることが確認できた。すなわちEVはその分泌細胞の骨代謝に関する能力を有していることがわかった。これらがin vivoで骨再生に寄与するか否かを2024年度に検討予定である。同時に、E-MSC由来の細胞からEVを抽出し、E-MSC由来のEVとMSC由来のEVの性質にどのような差が存在するのかも検討予定である。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

EVの抽出がプロトコールに沿って行うもの、当初安定して行うことができなかった。数度の試行錯誤の上、細胞培養の安定、EVの安定した抽出が可能となった。細胞培養やEVの安定した抽出法の確立に時間を要したため、全体の流れは遅れている。2024年度はこの遅延を取り戻すべくスケジュールを立てている。

Strategy for Future Research Activity

2023年度に用いたMSCおよびMSC由来のEVを用いて、ヌードマウスの頭頂骨に移植実験を行う。細胞およびEVが同様の骨再生能力を持つことを確認する。同時にE-MNCの培養およびEV抽出を行い、MSC/MSC由来EVの移植実験と同様の検討を行う。その結果をもって、2025年度の研究に移行する。

Causes of Carryover

研究計画が遅れており、動物実験が2024年度に入り込むことによる。
2024年度は遅れていた移植実験をおこなうことと並行して、EVの成分検索を行う。
可能であれば、組織再生に可能であると推測される因子を除去したEV成分を含ませた単体を移植することでより組織再生に特化したEV内容物を選抜することで、2025年度への研究につなげたい。