機械的刺激に対してレドックス制御を応用した新規骨再生技術の探索

• 研究課題/領域番号: 22K17105
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分57050:補綴系歯学関連
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 渡辺 隼 東北大学, 大学病院, 助教 (30822241)
• 研究期間 (年度): 2022-04-01 – 2024-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2023年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2023年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円); 2022年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: 酸化ストレス / 骨再生 / レドックス / ミトコンドリア / iPS細胞 / レドックスバイオロジー / 骨分化 / メカニカルストレス / レドックスバランス

研究開始時の研究の概要

顎骨欠損を回復する骨再生技術の開発が、臨床的に求められている。しかし、不適切なメカニカルストレスにより十分な効果が得られないことが課題のひとつである。そこで、骨組織再生において加わるメカニカルストレスを細胞内レドックス制御により最適化するアプローチを着想した。本研究の目的は、メカニカルストレス負荷条件下における細胞内レドックス制御を応用した効率的な骨再生条件を検討し、新たな顎骨再生技術の基盤を確立することである。

研究成果の概要

咀嚼機能を改善する治療法として、歯科インプラントを用いた補綴歯科治療が行われている。インプラント治療には、十分な顎骨量が必要なため、適応を拡大する前処置として、歯槽骨欠損を再建する骨造成術が臨床的に求められている。しかしながら、既存の骨造成術の効果は未だ十分ではなく、新規骨再生技術の開発に期待が寄せられている。本研究成果により、抗酸化アミノ酸による細胞内レドックス制御が骨再生条件の最適化に有効な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

本研究成果は、動的および静的メカニカルストレスがレドックスシグナルに影響を及ぼす可能性、およびレドックスバランス制御がミトコンドリアの脂質過酸化の抑制を介して、骨芽細胞分化に影響を及ぼしている可能性を示唆する点である。これらの成果は、新たな骨再生医療技術の開発およびレドックス生物学と幹細胞生物学を関連付ける基礎的知見に繋がる可能性を秘めており、社会的・学術的に大きな意義があると考えられる。