ウルトラファインバブルによる新規骨粗鬆症予防・治療法の開発

• 研究課題/領域番号: 16K10901
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 整形外科学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 蛯名 耕介 大阪大学, 医学系研究科, 助教 (70612076)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2016年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: ウルトラファインバブル / ステロイド性骨粗鬆症 / 低酸素 / 破骨細胞 / 酸素 / 末梢神経損傷 / 閉経後骨粗鬆症 / 骨粗鬆症

研究成果の概要

元来骨組織は低酸素状態にあり、酸素濃度の上昇は骨代謝を改善することが報告されている。ステロイド性骨粗鬆症（GIO）は続発性骨粗鬆症の中で最も頻度が高く、より安価で利便性に優れた新規治療が待望されている。我々は骨組織への酸素運搬手段としてウルトラファインバブル（以下UFB；直径200nm以下のウイルス大の気泡）という新規技術に着目した。本研究結果より酸素UFB水の腹腔内投与がステロイド性骨粗鬆症モデルマウスの骨量減少を予防すると共に、骨を減少させる破骨細胞の分化や機能を抑制することが明らかとなった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

UFBは医療分野で注目されている新規技術であるが、渉猟し得る限り骨代謝の改善効果を検討したものは本報告が初めてである。UFBは大量生成かつ長期間保存可能であり、より安価で利便性の高い新規治療につながる可能性が示された。また骨代謝以外にも低酸素が病態に関与する様々な疾患に有効となる可能性があり、今後更なる発展が期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Administration of oxygen ultra-fine bubbles improves nerve dysfunction in a rat sciatic nerve crush injury model (2018)
  • 著者名/発表者名: Matsuoka H, Ebina K, Tanaka H, Hirao M, Iwahashi T, Noguchi T, Suzuki K, Nishimoto S, Murase T, Yoshikawa H.
  • 雑誌名: International Journal of Molecular Sciences 巻: 19(5) 号: 5 ページ: 1395-1395
  • DOI: 10.3390/ijms19051395
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Apolipoprotein E plays crucial roles in maintaining bone mass by promoting osteoblast differentiation via ERK1/2 pathway and by suppressing osteoclast differentiation via c-Fos, NFATc1, and NF-κB pathway (2018)
  • 著者名/発表者名: Noguchi T, Ebina K, Hirao M, Otsuru S, Adam JG, Kawase R, Ohama T, Yamashita S, Etani Y, Okamura G, Yoshikawa H.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun. 巻: 503(2) 号: 2 ページ: 644-650
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2018.06.055
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Impact of switching oral bisphosphonates to denosumab or daily teriparatide on the progression of radiographic joint destruction in patients with biologic-naive rheumatoid arthritis (2018)
  • 著者名/発表者名: Ebina K, Hirao M, Hashimoto J, Matsuoka H, Iwahashi T, Chijimatsu R, Etani Y, Okamura G, Miyama A, Yoshikawa H.
  • 雑誌名: Osteoporosis International 巻: 29(7) 号: 7 ページ: 1627-1636
  • DOI: 10.1007/s00198-018-4492-y
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of single or combination therapy of teriparatide and anti-RANKL monoclonal antibody on bone defect regeneration in mice. (2018)
  • 著者名/発表者名: Kitaguchi K, Kashii M, Ebina K, Kaito T, Okada R, Makino T, Noguchi T, Ishimoto T, Nakano T, Yoshikawa H.
  • 雑誌名: Bone 巻: 106 ページ: 1-10
  • DOI: 10.1016/j.bone.2017.09.021
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Impact of dexamethasone concentration on cartilage tissue formation from human synovial derived stem cells in vitro. (2018)
  • 著者名/発表者名: Chijimatsu R, Kobayashi M, Ebina K, Iwahashi T, Okuno Y, Hirao M, Fukuhara A, Nakamura N, Yoshikawa H.
  • 雑誌名: Cytotechnology 巻: 70 号: 2 ページ: 819-829
  • DOI: 10.1007/s10616-018-0191-y
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Characterization of Mesenchymal Stem Cell-Like Cells Derived From Human iPSCs via Neural Crest Development and Their Application for Osteochondral Repair. (2017)
  • 著者名/発表者名: Chijimatsu R, Ikeya M, Yasui Y, Ikeda Y, Ebina K, Moriguchi Y, Shimomura K, Hart DA, Hideki Y, Norimasa N.
  • 雑誌名: Stem Cells Int 巻: - ページ: 1960965-1960965
  • DOI: 10.1155/2017/1960965
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Oxygen ultra-fine bubbles water administration prevents bone loss of glucocorticoid-induced osteoporosis in mice by suppressing osteoclast differentiation (2017)
  • 著者名/発表者名: Noguchi, T., Ebina, K., Hirao, M., Morimoto, T., Koizumi, K., Kitaguchi, K., Matsuoka, H., Iwahashi, T., Yoshikawa, H.
  • 雑誌名: Osteoporos International 巻: 28 号: 3 ページ: 1063-1075
  • DOI: 10.1007/s00198-016-3830-1
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] 酸素ウルトラファインバブル（OUB）は後根神経節細胞の軸索伸展やシュワン細胞の増殖を促進させる (2019)
  • 著者名/発表者名: 松岡 峰造、蛯名 耕介、田中 啓之、平尾 眞、岩橋 徹、鈴木 浩司、西本 俊介、村瀬 剛、吉川 秀樹
  • 学会等名: 第62回日本手外科学会学術集会
• [学会発表] 酸素ウルトラファインバブル水投与はラット坐骨神経損傷後の機能障害を改善する (2019)
  • 著者名/発表者名: 松岡 峰造、村瀬 剛、吉川 秀樹
  • 学会等名: 第56回日本リハビリテーション医学会学術集会
• [学会発表] テリパラチドと抗RANKL抗体併用による骨再生に対する効果（骨粗鬆症モデル） (2018)
  • 著者名/発表者名: 北口 和真、柏井将文、蛯名耕介、海渡貴司、牧野孝洋、岡田倫太郎、石本卓也、中野貴由、吉川秀樹
  • 学会等名: 第20回日本骨粗鬆症学会
• [学会発表] 酸素ウルトラファインバブルは破骨細胞分化抑制を介してステロイド性骨粗鬆症モデルマウスの骨量減少を予防する (2018)
  • 著者名/発表者名: 蛯名耕介 野口貴明 平尾眞 吉川秀樹
  • 学会等名: 第3回日本骨免疫学会ウィンターセミナー
• [学会発表] 酸素ウルトラファインバブル水の投与はステロイド性骨粗鬆症モデルマウスの骨量を改善する (2017)
  • 著者名/発表者名: 野口貴明 蛯名耕介 平尾眞 吉川秀樹
  • 学会等名: 第32回日本整形外科学会基礎学術集会
• [学会発表] 酸素ウルトラファインバブル水投与は破骨細胞分化を抑制しマウスのステロイド性骨粗鬆症を改善する (2017)
  • 著者名/発表者名: 野口貴明 蛯名耕介 平尾眞 吉川秀樹
  • 学会等名: 第19回なにわ整形外科基礎研究会
• [学会発表] 酸素ウルトラファインバブルは 破骨細胞分化抑制を介してマウスの ステロイド性骨粗鬆症重症化を予防する (2016)
  • 著者名/発表者名: 野口貴明、蛯名耕介、平尾眞、吉川秀樹
  • 学会等名: 第18回日本骨粗鬆症学会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2016-10-06
• [学会発表] 酸素ウルトラファインバブルは 破骨細胞分化抑制を介してマウスの ステロイド性骨粗鬆症重症化を予防する (2016)
  • 著者名/発表者名: 野口貴明、蛯名耕介、平尾眞、吉川秀樹
  • 学会等名: 第2回日本骨免疫学会
  • 発表場所: 沖縄
  • 年月日: 2016-07-06