2014 Fiscal Year Research-status Report
メカニカルストレスを応用したビスフォスフォネート製剤関連顎骨壊死の病態解明
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25463067
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| Research Institution | Akita University |
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Principal Investigator |
高野 裕史 秋田大学, 医学部, 助教 (30282172)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
福田 雅幸 秋田大学, 医学部, 准教授 (20272049)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | ビスフォスフォネート製材関連顎骨壊死 / ビスフォスフォネート製材 / 骨芽細胞 / メカニカルストレス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、ビスフォスフォネート（以下BP）製剤関連顎骨壊死の病態解明を目的とした基礎的研究である。これまでの基礎的研究で窒素を含むBP製剤（NBP）の骨への沈着や破骨細胞に対する機能抑制作用は明らかとなっているが、近年、NBPは破骨細胞のみならず、他の細胞にも取り込まれ様々な反応を示すことが明らかとなっており、骨芽細胞に対する作用も想定される。また、NBPはリモデリング活性の高い部分で作用することから、会話、呼吸、咀嚼などの行為により歯槽骨および顎骨に加わる力学的負荷を想定し、BPの作用を受けた骨芽細胞の機械的圧縮ストレス刺激に対する反応を検討した。
実験には、マウス由来骨芽細胞様細胞（MC3T3-E1）を用いた。Zoledronate（ZD）は骨芽細胞培養時に添加し(10ng/m，100ng/ml）、機械的圧縮ストレスは、当教室で作製した圧縮培養システムを用い、ガラスシャーレと鉛球を応用した直接的圧縮刺激にて負荷を加えた（重量：4g、8g、16g、作用時間：24時間、48時間）。細胞増殖活性はWST-1を用い、ALP活性、sRANKL、OPGの蛋白産生（ELISA）について検討した。
ZDの添加、機械的圧縮ストレスは、細胞増殖、sRANKLの蛋白産生に影響を与えなかった。ALP活性はZDの添加により上昇したが、機械的圧縮ストレス下においてALP活性は明らかな変化を示さなかった。また、OPGの蛋白産生は、ZDの添加、機械的圧縮ストレス負荷により有意に低下した。
これらの結果から、BPは骨芽細胞に対しALP活性を上昇させ、OPG産生抑制に作用すること、また、機械的圧縮ストレスもOPG産生を抑制することが明らかとなり、ZD投与患者では、歯槽骨および顎骨に加わる力学的負荷が骨代謝回転を増加させ、BPの骨への沈着を促進させ、特異的に病変が発症しうる可能性が示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
昨年度の課題であった圧縮ストレスの負荷強度は設定できた。しかし、当初ヒトの骨芽細胞を用いることを想定していたが、現時点ではマウスの骨芽細胞での予備実験でのデータしか出ていない。
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| Strategy for Future Research Activity |
圧縮方法は確立し、マウス骨芽細胞を用いた予備実験もおおむね良好であり、今後はヒトの骨芽細胞を用いた実験を中心に行う。また、NBPが骨芽細胞のアポトーシスや細胞伸展刺激に対する反応を確認する実験も計画している。
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| Causes of Carryover |
蛋白検出用ELISA kitを注文したが、国内在庫がなかったため、納品に時間がかかり、今年度内での納品が不可能であったため、次年度への繰り越しとした。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
蛋白検出用ELISA kitおよび遺伝子実験用プライマー、試薬等に使用予定である。
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