| 研究課題/領域番号 |
21K10151
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分57060:外科系歯学関連
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| 研究機関 | 大阪歯科大学 |
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研究代表者 |
野崎 中成 大阪歯科大学, 歯学部, 教授 (90281683)
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| 研究分担者 |
中塚 隆介 大阪歯科大学, 歯学部, 講師 (90454561)
佐々木 由香 大阪歯科大学, 歯学部, 講師 (50823332)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
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| キーワード | 翻訳後修飾 / PARP1 / PARG / ポリADP-リボース / PARP阻害剤 / PARP阻害薬 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
骨組織でない部位に骨形成を誘導する異所性骨化は、乳児期から学童期にかけて起きることが多い病態で、有効な予防法は確立されていない。フレア・アップを繰り返しながら進行し、開口障害を含む全身の運動機能低下を引き起こすことから、これら骨化の機序を探求することには、社会的なニーズがある。これまでの研究を包括的に発展させ，骨化における翻訳後修飾系を介した細胞情報伝達の機序を調べる。翻訳後修飾系を制御する働きをもつ、他の疾患で臨床承認された薬剤を転用し、その有効性を検討して、この病態を改善するための基礎的研究を行う。
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| 研究実績の概要 |
本研究課題は、翻訳後修飾系の１つであるポリADP-リボシル化を介した骨形成における細胞情報伝達の機序を解明し、異所性骨化など骨疾患の病態を改善するための基礎的研究である。2021年度、臨床承認薬olaparibが骨芽前駆細胞MC3T3-E1の骨芽細胞分化を抑制することを明らかにした。そこで、本年度はolaparibによる骨芽細胞分化の抑制機序を解析するために、small RNA sequence解析を行い、microRNA (miRNA) の発現変動を網羅的に解析した。Pathway解析を行った結果、Wntシグナル経路を含む複数の細胞内経路に変動が認められ、骨芽細胞分化の抑制に寄与する複数のmicroRNAの候補を抽出した。今後、骨芽細胞分化の抑制に関わるmiRNAを同定することで、PARP1/PARGの微調整メカニズムにどのように寄与するのかを解明する。また、ポリADP-リボシル化サイクルが破骨細胞分化に及ぼす影響について解析するための予備実験として、分化誘導、添加する阻害薬の濃度などの実験条件を検討した。破骨前駆細胞RAW264において、分化誘導に用いるRANKLを濃度10-200 ng/mLで処理し、200 ng/mL添加時に顕著な破骨細胞への分化誘導を確認した。RAW264細胞に対して、PARG阻害薬およびolaparibの細胞毒性を調べた結果、IC50値は、それぞれ>30μMと23.7μMであった。さらに、PARG阻害薬は細胞内にポリADP-リボース（PAR）を集積し、一方で、olaparibはPAR集積量を低下させたことから、RAW264細胞において、阻害薬がそれぞれPARGおよびPARPの機能を阻害していることが示唆された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本年度は以下の2点を実施した。
1．PARP阻害薬である臨床承認薬olaparibによる骨芽細胞の分化抑制機序を解析するため、small RNA sequence解析、pathway解析を行い、骨芽細胞分化を抑制する複数のmiRNA候補を見出した。
2. ポリADP-リボシル化サイクルにおける破骨細胞の分化制御機序を解析するため、分化誘導、阻害薬の濃度などの実験条件を調整した。
以上より、本研究の目的の一つである異所性骨化、骨分化におけるPARP1/PARGの微調整メカニズムを解析するため、基礎的なデータを蓄積しつつあり、当初予定していた計画と照らして研究はおおむね順調に進展している。
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| 今後の研究の推進方策 |
本年度はolaparibによる骨芽細胞分化を抑制するmiRNA候補を複数見出したことから、次年度は、骨芽細胞分化を抑制するmiRNAを同定し、olaparibによる骨芽細胞分化の抑制機序を詳細に解析する予定である。また、ポリADP-リボシル化サイクルが破骨細胞分化に及ぼす影響について解析する予定である。具体的には、RAW264細胞を用いて、PARG阻害薬およびolaparib存在下でRANKL添加により破骨細胞への分化を誘導する。TRAP染色やリアルタイムPCRによる破骨細胞分化マーカーの変動を解析することにより、各阻害薬の破骨細胞分化への影響を解析する。PARG阻害薬およびolaparibにより、破骨細胞分化の抑制または促進が認められた場合には、網羅的な遺伝子発現解析を行い、ポリADP-リボシル化サイクルによる骨形成の制御機序を解明する予定である。本研究で得られた結果から新規の知的財産性が認められる場合には、特許権の申請を検討する。
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