骨形成を制御するメカニカルストレス伝達機構の解明

• 研究課題/領域番号: 21K09214
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分56020:整形外科学関連
• 研究機関: 東京歯科大学
• 研究代表者: 中村 貴 東京歯科大学, 歯学部, 講師 (80431948)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2023年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: 骨代謝 / メカニカルストレス / 骨芽細胞 / 硬組織疾患 / 顎骨疾患

研究開始時の研究の概要

メカニカルストレスが骨形成を促進する事はよく知られているが、分子機構の詳細は不明である。そこで発症にメカニカルストレスが関与すると考えられる遺伝性疾患に着目し、その関連分子がどのようにしてメカノトランスデューサーとして機能し、遺伝子発現を制御するのか明らかにする。

研究成果の概要

本研究では骨組織がメカニカルストレスに応じた柔軟な形態変化を起こす事に着目し、骨形態を任意に制御可能な骨再生技術の開発を視野に骨組織ストレス応答メカニズムの解明を試みた。メカニカルストレス刺激が間葉系幹細胞に与える影響を調べた結果、線維芽細胞増殖因子2 (FGF2)の発現誘導を介した間葉系幹細胞の増殖が骨形成を間接的に促進することを明らかにした。また、ストレス伝達への関与が示唆される細胞骨格関連因子の遺伝子破壊マウスを作出したところ、骨形成の低下を伴う骨量減少を示す事が明らかとなった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

超高齢化社会を迎えた我が国では寝たきりなどメカニカルストレスの低下に伴う骨量減少が問題となっており、新たな予防・治療法の開発の基盤となるメカニカルストレス作用機構の理解が重要である。本研究では骨形成促進にはたらく新規メカニカルストレス応答分子の特定に成功したほか、新規メカニカルストレス伝達候補分子の同定にも成功しており。さらなる研究の発展によりこれら分子を基軸とした新規予防・治療法の開発が期待できる。