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2017 年度 実績報告書

下顎頭軟骨の特異性における抗酸化ストレス能のエピジェネティック制御

研究課題

研究課題/領域番号 16H05552
研究機関鶴見大学

研究代表者

菅崎 弘幸  鶴見大学, 歯学部, 准教授 (30333826)

研究分担者 宮本 豊  鶴見大学, 歯学部, 助教 (00633588)
中村 芳樹  鶴見大学, 歯学部, 教授 (10097321)
和田 悟史  鶴見大学, 歯学部, 助教 (20581119)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
キーワードエピジェネティクス / 骨代謝 / 軟骨 / 転写 / Nrf2 / 抗酸化 / 酸化ストレス / メカニカルストレス
研究実績の概要

一般的に顎関節症は若年者で好発するが、高齢者では若年者に比較して重症化しやすく変形性顎関節症となりやすい。長管骨関節軟骨は圧縮力耐性が高いが、下顎頭軟骨はチンキャップによる矯正治療が示すとおり圧縮力反応性があることはよく知られている。膝軟骨では過大な圧縮力により酸化ストレスが増加し、それが細胞・組織傷害因子であるとする報告がある。
研究代表者らは予備実験で抗酸化ストレス酵素発現制御マスター因子Nrf2が、下顎頭軟骨において膝軟骨の約1/10しか発現していないデータを得ている。
本研究課題では、下顎頭軟骨においてNrf2がエピジェネティック発現抑制を受け抗酸化ストレス耐性が低いと仮説を立て、その検証をin vivo, in vitroにおいて行う。
本研究課題では仮説として「下顎頭軟骨においてNrf2がエピジェネティックな発現抑制を受けておりそれにより抗酸化ストレス酵素群発現が総じて低下し抗酸化ストレス耐性が下顎頭軟骨では低くなっている」を想定しており、次の3つを具体的な研究目標として設定し、その検証を動物実験・器官培養実験を用いて遂行する。
1) 下顎頭軟骨と他の軟骨でのNrf2ならびに抗酸化ストレス酵素群メチル化の比較。 2) 上記メチル化・発現と関節破壊病態との関連解明。 3) 加齢下顎頭軟骨におけるNrf2活性化によるメカニカルストレス耐性向上の可否解明。
このうち、平成29年度は、1)について研究を遂行した。具体的には、下顎頭軟骨と脛骨成長板から核酸を抽出しパイロシークエンス法を用いてNrf2プロモーター領域のCpGアイランドについてメチル化の程度を比較した。その結果、脛骨成長板に比較して下顎頭軟骨で高いメチル化が観察された。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

平成29年度は下顎頭軟骨と脛骨成長板から核酸(RNA)を抽出し逆転写後にリアルタイムRT-PCR法にて抗酸化酵素群の発現比較を行う予定であったが、以下の理由で進捗としてやや遅れている。
・学内レーザーマイクロダイセクション(LMD)装置の故障
レーザー発振器が破損したため使用できない状況であったが幸い横浜市立大学でLMD装置を使用させてもらえることとなった。
しかしながら、片道2時間近くかけて通う必要があり、装置の予約状況も混み合っていることからなかなかスムーズにサンプル回収が行えなかった。

今後の研究の推進方策

平成30年度は次の部分を遂行する予定である。
1) 下顎頭軟骨と他の軟骨でのNrf2ならびに抗酸化ストレス酵素群メチル化の比較。
LMDにて回収したgDNAサンプルにバイサルファイト処理有無でリアルタイムPCRを行い、high resolution melting analysisを用いて行う。
2) 下顎頭軟骨と他の軟骨でのNrf2ならびに抗酸化ストレス酵素群発現解析。
LMDにて回収したRNAサンプルを用いてリアルタイムRT-PCRを行い遺伝子レベルでの発現解析を行う。また、組織切片に対して特異抗体を用いた免疫組織染色を行い、発現の比較を行う。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 2件)

  • [雑誌論文] Dimethyl fumarate inhibits osteoclasts via attenuation of reactive oxygen species signalling by augmented antioxidation.2018

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi Y, Kanzaki H, Katsumata Y, Itohiya K, Fukaya S, Miyamoto Y, Narimiya T, Wada S, Nakamura Y.
    • 雑誌名

      J Cell Mol Med.

      巻: 22(2) ページ: 1138-1147

    • DOI

      10.1111/jcmm.13367

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Possible alternative treatment for mandibular asymmetry by local unilateral igf-1 injection into the mandibular condylar cavity: Experimental study in mice.2017

    • 著者名/発表者名
      Fukaya S, Kanzaki H, Miyamoto Y, Yamaguchi Y, Nakamura Y.
    • 雑誌名

      American journal of orthodontics and dentofacial orthopedics

      巻: 152(6) ページ: 820-829

    • DOI

      10.1016/j.ajodo.2 017.05.023

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rankl induces bach1 nuclear import and attenuates nrf2-mediated antioxidant enzymes, thereby augmenting intracellular reactive oxygen species signaling and osteoclastogenesis in mice.2017

    • 著者名/発表者名
      Kanzaki H, Shinohara F, Itohiya K, Yamaguchi Y, Katsumata Y, Matsuzawa M, Fukaya S, Miyamoto Y, Wada S, Nakamura Y.
    • 雑誌名

      The FASEB Journal

      巻: 31(2) ページ: 781-792

    • DOI

      10.1096/fj.2 01600826R

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Asporin stably expressed in the surface layer of mandibular condylar cartilage and augmented in the deeper layer with age.2017

    • 著者名/発表者名
      Miyamoto Y, Kanzaki H, Wada S, Tsuruoka S, Itohiya K, Kumagai K, Hamada Y, Nakamura Y.
    • 雑誌名

      Bone reports

      巻: 7 ページ: 41-50

    • DOI

      10.10 16/j.bonr.2017.07.002

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Orthodontic tensile strain induces angiogenesis via type iv collagen degradation by matrix metalloproteinase-12.2017

    • 著者名/発表者名
      Narimiya T, Wada S, Kanzaki H, Ishikawa M, Tsuge A, Yamaguchi Y, Nakamura Y.
    • 雑誌名

      Journal of periodontal research

      巻: 52(5) ページ: 842-852

    • DOI

      10.1111/jre.12453

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Novel device for application of continuous mechanical tensile strain to mammalian cells.2017

    • 著者名/発表者名
      Wada S, Kanzaki H, Narimiya T, Nakamura Y.
    • 雑誌名

      Biology Open.

      巻: 6(4) ページ: 518-524

    • DOI

      10.12 42/bio.023671

    • 査読あり / オープンアクセス

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公開日: 2018-12-17  

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