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骨髄微小環境における骨形成・吸収メカニズムの分子基盤の解明と治療戦略

研究課題

研究課題/領域番号 19H03842
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分57050:補綴系歯学関連
研究機関岡山大学

研究代表者

大野 充昭  岡山大学, 医歯薬学域, 准教授 (60613156)

研究分担者 窪木 拓男  岡山大学, 医歯薬学域, 教授 (00225195)
宝田 剛志  岡山大学, 医歯薬学域, 教授 (30377428)
ハラ エミリオ・サトシ  岡山大学, 医歯薬学域, 研究准教授 (40779443)
渡辺 亮  京都大学, 医学研究科, 特定准教授 (60506765)
秋山 謙太郎  岡山大学, 大学病院, 講師 (70423291)
淺田 騰  岡山大学, 大学病院, 研究准教授 (70803055)
枝松 緑  岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 助教 (10735343)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2021年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2019年度: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円)
キーワードBMP-2 / 骨形成 / 骨吸収 / 1細胞解析 / 骨髄 / 口腔インプラント / 骨形成・抑制メカニズム
研究開始時の研究の概要

BMP-2は,有効な骨再生療法を提供するとして大変期待されている.一方,我々は,骨髄腔内にBMP-2を投与すると逆に,骨形成が抑制され,骨髄腔が拡大するという大変興味深い知見を得た.本申請研究では,①骨髄細胞のシングルセル解析にて,BMP-2投与による骨形成抑制・骨髄腔拡大に関わっている細胞を抽出し,②これら候補細胞が,BMP-2投与下で骨髄ニッチや骨髄腔の維持にどの様にして関わっているのかを解析する.そして,上記の解析より,③骨髄ニッチや骨髄腔の維持に関わりが深い細胞や分子を抽出し,その欠損マウスを用いてBMP-2にて骨形成が誘導可能か検証し,骨髄腔の維持に関わる細胞やその分子を同定する.

研究成果の概要

組織再生において,BMP-2は,その非常に強力な骨芽細胞分化誘導能,異所性骨形成能により広く研究が進められ,すでに世界的に臨床応用が開始されている.一方,我々は,BMP-2は骨髄内において骨形成を抑制することを明らかにしてきた.しかし,BMP-2による骨形成抑制メカニズムは未だ不明である.そこで,BMP-2によって形成される骨を詳細に解析した.1細胞解析の結果,BMP-2誘導骨には,造血機能を有した骨髄が形成されていることが明らかとなった.以上の結果より,BMP-2は臓器としての骨髄形成能を有するため,骨髄内ではその空間確保のために,骨形成が抑制された可能性が示唆された.

研究成果の学術的意義や社会的意義

BMP-2が臨床応用され,10数年が経過し,その有効性と共に様々な副作用が報告されるようになった.その一つが,BMP-2による骨溶解/吸収作用である.また,Jeppsonらは,BMP-2をラット大腿骨周囲に移植した場合,骨形成を抑制する事を報告しており (Acta Orthop Scand, 1999),臨床医,基礎研究者共にBMP-2の骨吸収作用に長年疑問を抱いていた.そのため,BMP-2による骨髄での骨吸収メカニズムが明らかになれば,その機能を抑制する中和抗体や活性化することができる因子を同定し,新たな治療法の開発に繋げると考える.

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 2件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 5件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Preclinical bioequivalence study of E.coli-derived rhBMP-2/β-TCP and autogenous bone in a canine guided-bone regeneration model2022

    • 著者名/発表者名
      Nosho Shuji, Ono Mitsuaki, Komori Taishi, Mikai Akihiro, Tosa Ikue, Ishibashi Kei, Tanaka Yukie, Kimura-Ono Aya, Hara Emilio S, Oohashi Toshitaka, Kuboki Takuo
    • 雑誌名

      Journal of Prosthodontic Research

      巻: 66 号: 1 ページ: 124-130

    • DOI

      10.2186/jpr.JPR_D_20_00226

    • NAID

      130008140800

    • ISSN
      1883-1958, 1883-9207
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Suppression of Bone Necrosis around Tooth Extraction Socket in a MRONJ-like Mouse Model by E-rhBMP-2 Containing Artificial Bone Graft Administration2021

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Yukie、Aung Kyaw Thu、Ono Mitsuaki、Mikai Akihiro、Dang Anh Tuan、Hara Emilio Satoshi、Tosa Ikue、Ishibashi Kei、Ono-Kimura Aya、Nawachi Kumiko、Kuboki Takuo、Oohashi Toshitaka
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 22 号: 23 ページ: 12823-12823

    • DOI

      10.3390/ijms222312823

    • NAID

      120007183234

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Imatinib has minimal effects on inflammatory and osteopenic phenotypes in a murine cherubism model2021

    • 著者名/発表者名
      Mukai Tomoyuki、Akagi Takahiko、Hiramatsu Asano Sumie、Tosa Ikue、Ono Mitsuaki、Kittaka Mizuho、Ueki Yasuyoshi、Yahagi Ayano、Iseki Masanori、Oohashi Toshitaka、Ishihara Katsuhiko、Morita Yoshitaka
    • 雑誌名

      Oral Diseases

      巻: - 号: 3 ページ: 0-0

    • DOI

      10.1111/odi.14073

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Distinct Osteogenic Potentials of BMP-2 and FGF-2 in Extramedullary and Medullary Microenvironments2020

    • 著者名/発表者名
      Nosho Shuji、Tosa Ikue、Ono Mitsuaki、Hara Emilio Satoshi、Ishibashi Kei、Mikai Akihiro、 Tanaka Yukie、Kimura-Ono Aya、Komori Taishi、Maekawa Kenji、Kuboki Takuo、Oohashi Toshitaka
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 21 号: 21 ページ: 7967-7967

    • DOI

      10.3390/ijms21217967

    • NAID

      120006937500

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] BMP-2/β-TCP Local Delivery for Bone Regeneration in MRONJ-Like Mouse Model2020

    • 著者名/発表者名
      Mikai Akihiro、Ono Mitsuaki、Tosa Ikue、Nguyen Ha Thi Thu、Hara Emilio Satoshi、Nosho Shuji、Kimura-Ono Aya、Nawachi Kumiko、Takarada Takeshi、Kuboki Takuo、Oohashi Toshitaka
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 21 号: 19 ページ: 7028-7028

    • DOI

      10.3390/ijms21197028

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] DNA Methylation-Based Regulation of Human Bone Marrow-Derived Mesenchymal Stem/Progenitor Cell Chondrogenic Differentiation.2019

    • 著者名/発表者名
      Nomura Y, Hara E.S, Yoshioka Y, Nguyen H.T, Nosho S, Komori T, Ishibashi K, Oohashi T, Ono M, Kuboki T.
    • 雑誌名

      Cells Tissues Organs

      巻: 207 号: 3-4 ページ: 115-126

    • DOI

      10.1159/000502885

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 薬剤関連顎骨壊死様モデルマウスにおけるE-rhBMP-2の治療効果の検討2021

    • 著者名/発表者名
      三海晃弘,大野充昭,土佐郁恵,納所秋二,大野 彩,縄稚久美子,田仲由希恵,大橋俊孝,窪木拓男
    • 学会等名
      公益社団法人日本補綴歯科学会第130回学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] rhBMP-2,rhFGF-2の骨形成能は移植部位に存在する骨髄組織の影響を受ける.2021

    • 著者名/発表者名
      納所秋二,大野充昭,土佐郁恵,石橋 啓,田仲由希恵,大野 彩,大橋俊孝,窪木拓男
    • 学会等名
      第51回公益社団法人日本口腔インプラント学会学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 大腸菌由来rhBMP-2含有人工骨の開発と硬組織再生の未来2021

    • 著者名/発表者名
      大野充昭
    • 学会等名
      日本矯正歯科学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 骨髄存在・非存在下にてrhBMP-2,rhFGF-2が骨形成に与える影響の検討2020

    • 著者名/発表者名
      納所秋二,大野充昭,土佐郁恵,三海晃弘,石橋 啓,大野 彩,窪木拓男,大橋俊孝
    • 学会等名
      公益社団法人日本補綴歯科学会第129回学術大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] BMP-2,FGF-2が骨髄内・外における骨形成に及ぼす影響の検討2020

    • 著者名/発表者名
      納所秋二,大野充昭,Ha Nguyen,三海晃弘, 窪木拓男,大橋俊孝
    • 学会等名
      岡山大学次世代研究拠点シンポジウム 2020
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] マウス薬剤関連性顎骨壊死モデルにおける BMP-2の骨形成能の検討2020

    • 著者名/発表者名
      三海晃弘, 大野充昭, 納所秋二, 土佐郁恵, 縄稚久美子, 大野 彩, 窪木拓男, 大橋俊孝
    • 学会等名
      岡山大学次世代研究拠点シンポジウム 2020
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 大型動物歯槽骨欠損モデルを用いた大腸菌由来rhBMP-2の骨再生能の検討2020

    • 著者名/発表者名
      田仲由希恵 ,大野充昭,納所秋二 ,石橋 啓,三海晃弘,土佐郁恵, 笈田育尚 ,大野 彩 ,秋山謙太郎 ,大橋俊孝,入江洋之,窪木拓男
    • 学会等名
      岡山大学次世代研究拠点シンポジウム 2020
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] scRNA-Seq解析を応用したマウス歯胚発生メカニズムの解明の試み2020

    • 著者名/発表者名
      枝松 緑,小川美帆,井出亮太郎,窪木拓男,大橋俊孝,辻 孝,大野充昭
    • 学会等名
      岡山大学次世代研究拠点シンポジウム 2020
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Bone-inducing effects of rhBMP-2 and rhFGF-2 in bone marrow microenvironment2020

    • 著者名/発表者名
      Shuji Nosho, Mitsuaki Ono, Akihiro Mikai, Kumiko Nawachi, Aya Kimura-Ono, Emilio S Hara, Takuo Kuboki, Toshitaka Oohashi
    • 学会等名
      International Association for Dental Research (IADR) 98th General Session and Exhibition and 49th Annual Meeting of the American Association for Dental Research (AADR)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] BMP-2 local administration for MRONJ-mice induced partial bone regeneration2020

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Mikai, Mitsuaki Ono, Shuji Nosho, Ikue Tosa, Emilio S Hara, Aya Kimura-Ono, Kumiko Nawachi, Takuo Kuboki, Toshitaka Oohashi
    • 学会等名
      International Association for Dental Research (IADR) 98th General Session and Exhibition and 49th Annual Meeting of the American Association for Dental Research (AADR)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Type XVIII collagen modulates the keratinization of oral mucosa2020

    • 著者名/発表者名
      Ha Thi Thu Nguyen, Mitsuaki Ono, Emilio Satoshi Hara, Taishi Komori, Midori Edamatsu, Tomoko Yonezawa, Aya Kimura-Ono, Kenji Maekawa, Takuo Kuboki, Toshitaka Oohashi
    • 学会等名
      International Association for Dental Research (IADR) 98th General Session and Exhibition and 49th Annual Meeting of the American Association for Dental Research (AADR)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 骨髄環境におけるBMP-2誘導性骨形成・骨芽細胞分化抑制メカニズムの解明2019

    • 著者名/発表者名
      納所秋二,大野充昭,Ha Nguyen,笈田育尚,小盛大志,秋山謙太郎,大橋俊孝, 窪木拓男
    • 学会等名
      公益社団法人日本補綴歯科学会第128回学術大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] A new function of Type XVIII collagen in Basement Membrane of Oral Mucosa: a regulator of Keratinization2019

    • 著者名/発表者名
      Ha Thi Thu Nguyen, Mitsuaki Ono, Emilio Satoshi Hara, Taishi Komori, Midori Edamatsu, Tomoko Yonezawa, Aya Kimura-Ono, Kenji Maekawa, Takuo Kuboki, Toshitaka Oohashi
    • 学会等名
      11th international conference on proteoglycans in Kanazawa
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Postnatal global deletion of the aggrecan gene impairs endochondral ossification2019

    • 著者名/発表者名
      Kei Ishibashi, Hidemi Torihara, Mitsuaki Ono, Emilio Satoshi Hara, Midori Edamatsu, Tomoko Yonezawa, Shuji Nosho, Ikue Tosa, Takeshi Takarada, Takuo Kuboki, Attila Aszodi, Hiroshi Kamioka, Toshitaka Oohashi
    • 学会等名
      11th international conference on proteoglycans in Kanazawa
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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