2015 Fiscal Year Research-status Report
小児期続発性ステロイド性顎骨骨粗鬆症の破骨細胞分化抑制機構の解明
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26463115
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| Research Institution | Kyushu Dental College |
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Principal Investigator |
牧 憲司 九州歯科大学, 歯学部, 教授 (60209400)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
自見 英治郎 九州歯科大学, 歯学部, 教授 (40276598)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 骨粗しょう症 / ステロイド / NF-κB / 破骨細胞 / 古典的経路 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年、喘息などのアレルギー疾患を持つ小児の増加により、ステロイド製剤服用による成長障害や骨粗鬆症などの副作用が問題となっている。その結果として顎骨の発育不全により小児期からの健全な咀嚼機構が阻害される可能生も十分考えられる。ステロイド性骨粗鬆症の治療には、ビスホスホネート(BP)製剤が第一選択薬として用いられているが、BP製剤の長期投与による顎骨壊死や小児成長期の成長抑制といった問題も生じている。転写因子NF-κBは、破骨細胞による骨組織の吸収に重要な働きをしている。本研究では、２系統あるNF-κBのシグナル伝達系のうち、特に非古典的経路による破骨細胞分化制御機構の分子基盤を解明し、BP製剤に代わる将来有望な小児続発性ステロイド性骨粗鬆症の治療へ展開できる可能性を探索する。我々はこれまでの研究より以下の結果を得ている。
NF-κBの古典的経路を抑制するNF-κBの選択的阻害剤がin vitroおよびin vivoにおいて破骨細胞形成を抑制することを明らかにした。
非古典的経路のNIKに機能喪失型変異によって非古典的経路が抑制されているaly/alyマウスでは、破骨細胞数の減少による骨吸収の低下と、骨形成の亢進による骨量増加が認められた。一方、非古典的経路が恒常的に活性化されているΔp100欠損マウスではaly/alyマウスとは逆に骨吸収の亢進と骨形成の抑制による骨量減少が認められた。
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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
古典的経路のメインサブユニットであるp65欠損マウスは肝臓のアポトーシスによる胎生致死であることか、古典的経路を阻害する薬物の長期投与は重篤な副作用を引き起こす可能性がある。一方、非古典的経路を抑制するaly/alyマウスはリンパ節形成の不全などの表現型は認められるものの、通常の環境では飼育できる。
aly/alyマウスでは、骨吸収の抑制のみならず、骨形成の亢進も認められる。
これら２つの理由からNF-κBの非古典的経路を標的にすれば、少なくとも重篤な副作用と骨の成長抑制という問題を回避できるのではないかと考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
上の様な背景から、本研究では、
NF-κBの非古典的経路による破骨細胞の分化調節機構を解明する。NF-κBの非古典的経路に関わる分子の遺伝子改変マウスを用いて、我々が確立した続発性ステロイド性骨粗鬆症モデルを誘発し、NF-κBの非古典的経路を阻害すると、続発性ステロイド性骨粗鬆症に抵抗性を示すことを明らかにする。
将来的にNF-κBの非古典的経路を標的とした新たな骨吸収阻害効果をもつ化合物の開発を目指す。
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| Causes of Carryover |
平成２７年度まではin vitroの研究を中心に行ってきたが平成２８年度は下記のin vivoの研究を中心に行うために費用がかかる。in vivo 解析：野生型および遺伝子改変マウスにステロイド誘導性骨粗鬆を誘発し、以下の実験を行う。① 骨成長測定：長管骨および顎骨の軟エックス線撮影をおこない骨成長度合いを分析② 骨密度および骨強度測定：末梢骨骨塩定量専用CT装置、ｐＱＣＴを用いて長管骨および下顎骨の骨密度、骨強度指数、Strength Strain Index (SSI)を測定する。また３ＤマイクロＣＴを用いて、骨梁幅(Tb.Th)、骨梁数(Tb.N)、骨梁間隙(Tb.Sp)を算出する。③ 組織学的骨形態計測：検体採取前にカルセインで２重標識を行い、脱灰、非脱灰切片を作製する。作製後、蛍光顕微鏡にて形態計測を行い、石灰化速度を算出する。また骨吸収、骨形成マーカーについても検討する。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
遺伝子改変マウスを用いたステロイド誘導性骨粗鬆症モデルでの検討（牧、自見）（成功率：90％）：野生型および破骨細胞形成に重要な非古典的NF-ｋB経路の分子の遺伝子改変マウス（４週齢、雄）にプレドニゾロン（30 mg/kg）を週２回、６週間投与する。骨形成への影響を検討するために、５週間目および実験終了２日前にカルセインを腹腔投与する。
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