オッセオインテグレーションを制御するエピジェネティック機構の解明

2012 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 24890122
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 高島 利加子 大阪大学, 歯学部附属病院, 医員 (00632118)
• Project Period (FY): 2012-08-31 – 2014-03-31
• Keywords: オッセオインテグレーション

Research Abstract

平成24年度は基礎的研究を中心に行い、オッセオインテグレーションに関与するエピジェネティック機構のデータを収集することを目的とし、研究を行った。
本研究を遂行するにあたり、最も効率的かつ再現性を持ってチタンプレート上で石灰化する細胞株とチタンプレート処理条件の確立を行う必要があった。骨芽細胞の石灰化を検討するにあたりまずはじめに一般に多く使用されている骨芽細胞様細胞株であるMC3T3ーE1細胞株を用いた。使用するチタンに関しては細胞収集の効率をよくするために様々な大きさのディッシュに適合したチタンプレートの作成を行った。
チタンは乾熱滅菌を行い、チタン上で細胞を培養し、チタン上での細胞培養システムを樹立することが可能となった。この培養システムを用い、チタン上での骨芽細胞の分化を検討するために培養細胞からRNAを回収し、骨芽細胞の分化マーカーであるI型コラーゲン、オステオカルシン、アルカリフォスファターゼの発現を検討した。また同時に喫煙が骨芽細胞の分化に及ぼす影響についても検討するべくニコチンを細胞培養液に添加し石灰化の検討を行った。
リアルタイムPCRで骨芽細胞分化マーカーの発現を検討したところI型コラーゲンの発現量は、培養日数が長期になるほどコントロールよりもチタン上で細胞培養を行った場合のほうが増加した。オステオカルシン、アルカリフォスファターゼに関してはコントロールより値は小さいものの、培養日数が長期にわたるほどI型コラーゲンと同様に発現量は増加傾向を示した。ニコチン添加群は培養日数が短いほど発現量が増加していたが、これらは培養日数が長期になると発現量は減少傾向を示した。
以上よりチタン上での細胞培養システムを確立し、石灰化の程度を検討することが可能となった。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

チタン上での細胞培養には成功したが、チタンの入手、および形態の加工に時間を費やした。また今回設定したニコチンの濃度ではデータにばらつきがあるためさらに濃度設定の検討を行う必要があり、当初の計画よりも実験がやや遅れている。

Strategy for Future Research Activity

今回、チタンに対するコントロールとしてシャーレ上での細胞培養システムを用いたが、さらに生体に近づけるためにヒドロキシアパタイト上での細胞培養システムを用いる。また細胞培養日数についてもさらに検討する必要がある。チタン上での確実な骨芽細胞の培養システムを確立するために場合によっては市販のインプラントなどに既に施されている表面処理などを行うことも考える。その後安定したデータが得られるニコチン濃度を決定し、その確定後にヒストンのメチル化を検討する。MC3T3-E1細胞の使用により研究の進展がみられない場合はマウスより初代培養骨芽細胞を採取し実験に用いる予定である。