2013 Fiscal Year Research-status Report
遺伝子欠損骨疾患マウスを用いた咀嚼障害モデルによる結晶配向化制御
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25420754
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
藤谷 渉 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 技術専門員 (90379149)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 生体アパタイト / 配向性 / 下顎骨 / 咀嚼障害 / 微小領域X線回折 / 骨系細胞 |
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| Research Abstract |
下顎骨における生体アパタイト(BAp)の配向性は、近遠心方向へ優先配向し、成長や咀嚼にともなうin vivo応力の変化とともに協調的に制御されている。本研究では咀嚼の有無による骨量(骨密度・骨体積)、骨質(BApのｃ軸配向性)の局所変化をミクロンオーダーの微小領域でとらえ、骨微細構造と骨力学機能との関連を明らかにすることを最終目的としている。
初年度は、下顎骨咀嚼障害モデル試料として主に大理石骨病マウス(op/opマウス)に注目した。M-CSFタンパクの欠如によってもたらされる破骨細胞欠損に起因して歯牙萌出不全を呈するop/opマウスを飼育し各週齢(2,5,12週)における下顎骨(n=3)を採取した。
破骨細胞の有無を確認するため、トラップ染色を行い光学顕微鏡で、破骨細胞の活性マーカーの陽性反応を確認した。その結果、対照群(正常マウス)で認められた破骨細胞の陽性反応はop/opマウスでは全く認められなかった。そしてμCTにより、実際に歯牙の萌出が認められないこと、ソフトX線により歯牙の詳細な位置などを確認し、咀嚼障害モデルとしてのBAp配向化に対するin vivo応力分布の変化、細胞挙動の影響を評価し得るモデルとなることを確認した。微小領域X線回折装置を用いてのｃ軸配向性の測定部位の決定は咀嚼の有無を考慮して第1大臼歯の歯根を含む近遠心方向に垂直な部位と定めた。
解析を進めた結果、op/opマウスは対照群に比べて体重がいずれの週齢でも低くなった。皮質骨の骨密度はop/opマウスで優位に低い値を示した。これらの原因としては骨形成と骨吸収とのカップリングが不完全であることや、破骨細胞の欠損による骨芽細胞自体の活性低下などが考えられた。これらの結果については近日学会で報告する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
現在までの達成度を項目別に以下に示す。
1.動物モデル作製：咀嚼障害モデルのop/opマウスのみならず対照群(正常モデル)も含めて動物モデルの作製は進行中である。2.組織学的な評価：箔切片試料染色後の光学顕微鏡観察、ソフトX線による透過像観察、そしてpQCTによる骨断面定量画像やμCTを用いての三次元断層画像など多くの手法を取り入れ組織学的な評価を進めている。3.解析の進行状況：結晶学的な手法を用いてのBAp配向性解析もそれに追従して進むことが予想される。4.学会等での発表：初年度の研究業績については今年度も学会、研究会等での発表を継続する。
以上より、現時点でのこのような状況からおおむね順調に進展しているといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
遺伝子欠損疾患マウスであるop/opマウスやc-src KOマウスなどの下顎骨は対照群に比べて小型である。臼歯と歯根を含む骨断面形状も複雑であるため骨量・骨質を評価する部位の選択は慎重に行わなければならない。したがって、正確に測定を行うためには、比較的空間分解能の高いX線ナノCTや透過型電子顕微鏡などを活用し結晶学的な解析を加えていく必要がある。
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