| 研究課題/領域番号 |
20K18716
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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小区分57060:外科系歯学関連
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| 研究機関 | 弘前大学 |
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研究代表者 |
伊藤 良平 弘前大学, 医学部附属病院, 講師 (20638902)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
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| キーワード | 骨代謝 / 骨形成 / 骨微小環境 / 癌微小環境 / 空間的遺伝子発現解析 / ＩＧＦＢＰ / IGFBPｓ / 骨芽細胞 / 線維芽細胞 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
以下の研究計画を段階的に実施することでIGFBPsの骨微小環境調節機構を解明し、IGFBPsを応用し骨微小環境をターゲットとした新しい骨吸収性疾患の治療法を見いだす。1.IGFBP1～6の6つのサブタイプの骨代謝におけるそれぞれの機能を解明する。
2.骨芽細胞、破骨細胞、線維芽細胞を共培養することで骨微小環境を再現し、IGFBP1~6のリコンビナント蛋白をそれぞれ添加したときに、微小環境が骨形成と骨吸収のどちらに進むかを分析する。
3.6つのサブタイプのうち、骨形成または骨吸収に強く関わるサブタイプのノックアウトマウスを作成し、骨量および骨密度の変化を検討する。
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| 研究実績の概要 |
骨関連細胞（骨芽細胞、破骨細胞）単独培養によるIGFBPsの発現解析では、ALPに代表される骨代謝活性因子の変化と同期し、IGFBP1～6が時間差で発現し骨微小環境内での濃度が変化し、骨形成の開始から収束までを制御するような挙動を示し、骨代謝制御をIGFBPsが担っている可能性が示唆された。３次元的共培養およびノックアウトマウスにより生体に近い骨代謝環境での分析を進める予定だったが、培養や遺伝子抽出に関する技術的な困難があり、当初の予定通りに進まなかった。細胞の抽出過程でも特定の細胞のみを抽出する際に十分な正確性を確保できない可能性があるため、異なる手法を検討する必要が生じた。そこで新たな解析手法として空間的遺伝子発現解析（包括的バイオインフォマティクス解析）を取り入れて空間的、３次元的な骨代謝遺伝子発現をIGFBPｓを中心に解析する方針とした。これににより実際の生体内で癌病変と顎骨が近接し容易に骨浸潤が起こるという、特殊な条件を有する口腔癌を対象に癌/骨微小環境の相互作用を直接解明することとした。
当院倫理委員会承認のもと、実際の口腔癌症例数例を対象として、空間的遺伝子発現解析をおこなった。空間遺伝子解析で得られた網羅的、空間位置的な遺伝子情報をもとに癌細胞群、骨関連細胞群、間質細胞群のクラスター解析と、遺伝子間のネットワーク解析を行い、癌の骨浸潤層における癌/骨微小環境の特性、核心となるシグナルカスケードを解析した。
空間的遺伝子発現解析、クラスター解析により癌細胞と癌関連線維芽細胞、筋線維芽細胞のシグナルネットワークが増強され、癌浸潤層では相互作用を強め骨関連細胞の遺伝子発現にも作用していることが示唆された。
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