小児骨粗しょう症治療を見据えた顎顔面発達におけるBMP3の役割

• 研究課題/領域番号: 21K10167
• 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57070:成長および発育系歯学関連
• 研究機関: 九州歯科大学
• 研究代表者: 牧 憲司 九州歯科大学, 歯学部, 教授
• 研究期間 (年度): 2021
• 研究課題ステータス: 中途終了 (2021年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 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: BMP3 / 骨粗しょう症 / 骨芽細胞 / 小児

研究開始時の研究の概要

成人ステロイド性骨粗しょう症の予防と治療法は確立しつつあるが，小児においては有効性と安全性が確立された治療法はなく，効果が骨に限局し，かつ成長を阻害しない治療法が切望されている．BMP3はBMP2などの骨形成BMPとは異なり骨量を負に制御する．出生後は骨芽細胞と骨細胞のみにBMP3が発現するため，成長には影響なく，BMP3のノックアウトで骨量が増加する．そこで本研究では，われわれが確立した小児ステロイド性骨粗しょう症モデルを使用し，ステロイドが誘導する四肢ならびに頭蓋顎顔面骨の成長阻害や骨粗しょう症におけるBMP3の役割を組織学的，分子生物学的解析により検討する．

研究実績の概要

ステロイド製剤は原疾患の治療に有効である一方，骨の成長障害や骨粗しょう症などの副作用が重大な問題となる. 成人ステロイド性骨粗しょう症の予防と治療法は確立しつつあるが，小児においては有効性と安全性が確立された治療法はなく，効果が骨に限局し，かつ成長を阻害しない治療法が切望されている．BMP3はBMP2などの骨形成BMPとは異なり骨量を負に制御する．
BMP3ノックアウトマウスの大きな特徴として骨以外に表現型を示さないことにある．つまり，BMP3は骨だけに作用し，さらに細胞外で作用するサイトカインであることから，骨粗しょう症などの骨代謝疾患に対する創薬のターゲットに適する可能性がある．
そこで，骨芽細胞に対するBMP3の作用を検討するためにマウス前骨芽細胞株MC3T3-E1細胞を用いて実験を行った．CCK-8アッセイで評価したところ，マウスBMP3cDNAの過剰発現は細胞増殖に影響を与えなかった．一方で，BMP3の発現はBMP2やBMP4で誘導したALP活性やOsx，Osteocalcinなどの骨芽細胞分化マーカーのmRNA量を減少させた．すなわち、BMP3はMC3T3-E1の骨芽細胞分化を抑制することがわかった．

研究成果

• [雑誌論文] Dectin-1-mediated suppression of RANKL-induced osteoclastogenesis by glucan from baker's yeast (2021)
  • 著者名/発表者名: Shiika Hara, Yoshie Nagai-Yoshioka, Ryota Yamasaki, Yoshiyuki Adachi, Yuko Fujita, Kouji Watanabe, Kenshi Maki, Tatsuji Nishihara, Wataru Ariyoshi
  • 雑誌名: J Cell Physiol 巻: 236 号: 7 ページ: 5098-5107
  • DOI: 10.1002/jcp.30217
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Differences in the factors associated with tongue pressure between children with class I and Class II malocclusions. (2021)
  • 著者名/発表者名: Fujita Y, Ohno Y, Ohno K, Takeshima T, Maki K.
  • 雑誌名: BMC Pediatr 巻: 21 号: 1 ページ: 1-9
  • DOI: 10.1186/s12887-021-02956-x
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A nasal high-flow system prevents upper airway obstruction and hypoxia in pediatric dental patients under intravenous sedation (2021)
  • 著者名/発表者名: Teppei Sago, Koji Watanabe, Kazune Kawabata, Shunji Shiiba, Kenshi Maki, Seiji Watanabe,
  • 雑誌名: Journal of Oral and Maxillofacial Surgery 巻: 79 号: 3 ページ: 539-545
  • DOI: 10.1016/j.joms.2020.10.018
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Relationship between oral function and mandibular anterior crowding in early mixed dentition. (2020)
  • 著者名/発表者名: Ohno Y, Fujita Y, Ohno K, Maki K
  • 雑誌名: Clin Exp Dent Res 巻: 6 号: 5 ページ: 529-536
  • DOI: 10.1002/cre2.306
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Plectin stabilizes microtubules during osteoclastic bone resorption by acting as a scaffold for Src and Pyk2 (2020)
  • 著者名/発表者名: Matsubara T, Yaginuma T, Addison WN. Fujita Y, Watanabe K, Yoshioka I, Hikiji H, Maki K, Baron R, Kokabu S
  • 雑誌名: Bone 巻: 132 ページ: 15209-15209
  • DOI: 10.1016/j.bone.2019.115209
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] 脊椎骨端骨幹端異形成-関節弛緩症の原因遺伝子KIF22は骨・軟骨に発現し細胞増殖を制御する (2021)
  • 著者名/発表者名: 川上 紘佳, 松原 琢磨, Addison William, 渡辺 幸嗣, 牧 憲司, 古株 彰一郎
  • 学会等名: 第80回九州歯科学会総会・学術大会
• [学会発表] KIF22, a kinesin-like protein, is essential for cell proliferation in ATDC5 chondrocyte-like cells. (2021)
  • 著者名/発表者名: Kawaue, H., Matsubara, T., Addison, W., Saeki, K., Watanabe, K., Maki, K., Kokabu, S.
  • 学会等名: Asia-Pacific Conference in Fukuoka 2021