Therapeutic interactions between mesenchymal stem cells for healing medication-related osteonecrosis of the jaw via mitochondria

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21H03133
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 熱田 生 九州大学, 歯学研究院, 准教授 (30423487)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 神野 洋平 九州大学, 大学病院, 助教 (40507779) ; 古谷野 潔 九州大学, 歯学研究院, 特別教員 (50195872) ; 鮎川 保則 九州大学, 歯学研究院, 教授 (50304697)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: 間葉系幹細胞 / MRONJ

Outline of Annual Research Achievements

薬剤関連顎骨壊死（medication related osteonecrosis of the jaw: MRONJ）は歯科口腔領域において侵襲の大きな病変にも関わらず未だ治療法が確立されていない。そこで我々は間葉系幹細胞（mesenchymal stem cell: MSC）によるMRONJ治療をめざし、今まで研究を続けてきた。本研究では、１）MRONJの病因の一つは異常なMSCの不良ミトコンドリア、２）MRONJ下に存在する異常なMSCはミトコンドリア交換で治癒できる。そして３）細胞自体ではなく、ミトコンドリアを対象とした治療でMRONJを治せることを示している。これらが明らかとなれば細胞治療の幅は広がり、今後の医療に大きく貢献できると確信している。
実際に、突然変異したミトコンドリアと正常なミトコンドリアが積極的に融合し，正常なDNA やタンパク質などを相互交換することで変異DNA の比率を下げる現象が知られていたが（Utsumi 2001）、我々の研究室でもMSC間のミトコンドリアの相互交換について今年度明らかにした。

Current Status of Research Progress

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

Reason

MRONJモデルマウスの骨髄からMSC採取を採取し、異常化を確認した（mito Tracker Orange®でミトコンドリアを選択的に染色）。さらに異常化MSC（赤）と正常MSC（緑）の間でミトコンドリア交換を確認した。
これは予定どおりの成果であり、上記通り順調な伸展と判断した。

Strategy for Future Research Activity

今年度はミトコンドリアを相互交換し正常化されたMSCの治療効果。さらに②MSCの細胞膜を破壊し細胞内容物を投与することでの治療効果を評価する予定である、