| 研究課題/領域番号 |
17K11900
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| 研究機関 | 東京医科歯科大学 |
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研究代表者 |
佐藤 俊三 東京医科歯科大学, 歯学部, 非常勤講師 (20769468)
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| 研究分担者 |
河井 まりこ 大阪歯科大学, 歯学部, 講師 (40379839)
青木 和広 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 教授 (40272603)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 遺伝子導入 / 非ウイルスベクター / BMP-2 / 骨形成 / RANKL結合ペプチド / 足場材料 |
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| 研究実績の概要 |
口蓋裂患者にとって骨欠損部における骨形成は、歯牙の萌出スペース獲得による咬合改善へとつながる、不可欠な要素である。
骨形成を促進する試薬として知られているタンパク質であるBMP-2 には、ヒトに骨形成を導くためにはBMP-2の大量投与が必要であり、そのために、炎症が惹起される。また、大量の精製タンパク質が必要なためにコスト面の問題もあり、広く臨床応用されていない。我々はBMP-2のこれらの問題を抑えるために、BMP-2と骨形成促進ペプチドとの併用によりBMP-2の使用量を抑える試みを行ってきた。
一方、BMP-2 の遺伝子を導入する場合は局所注射でタンパク誘導が可能であり、必要以上のBMP-2が発現せず、タンパク精製の必要が無いため、費用も抑えられる。先行実験では、レトロウイルスを用いた遺伝子発現ベクターでは、うまく骨を誘導できたが、ウイルスベクターに比べてより安全な非ウイルス性ベクターを用いて、BMP-2遺伝子を発現させてみると骨形成量は、ウイルスベクター使用時比べて少量であった。
そこで、本研究では、BMP-2 遺伝子発現非ウイルス性ベクターと、BMP-2 誘導による骨形成を促進するRANKL 結合ペプチドとの併用により、非ウイルスベクターの低い骨誘導能を補えなると仮定し、実験を始めた。
昨年度はまずマウスを用いてすでに研究分担者である河井がBMP-2遺伝子発現ベクターよりも効率的に骨を再生する成績を示しているBMP-2/7の遺伝子ベクターを用いて骨を誘導することを試みた。マウス腓腹筋にベクターを注射した後、エレクトロポレーションにより遺伝子導入を行った。不思議なことに、ベクターのみの群に比べて、ペプチドの担体である粒子状のゼラチンハイドロゲルのみを注射した群のほうが大きな新生骨が現れた。予想と反して、骨形成ペプチドを注射した群では新生骨量は少なかった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
BMP-2/7のヘテロダイマーの遺伝子導入を非ウイルスベクターを用いておこなった。
エレクトロポレーション法を用いて遺伝子を導入したので、マウスの筋肉内に異所性骨石灰化を誘導することができた。
ところが、ペプチドによりより大きな骨が形成されることを期待したが、大きくはならなかった。また、ペプチドが含有しない足場材料だけの注入では、ベクターのみで形成された骨よりも大きな骨が形成された。その原因として、おそらくペプチドの足場材料であるゼラチンハイドロゲルが発現したBMP-2/7タンパクを吸収することにより、タンパク質が長い間にわたり徐放したことが原因と考えられた。
ペプチドにより相乗効果が得られなかった理由として、BMP-2との併用は実績があったが、BMP-2/7との併用は試したことが無かったことが考えられた。
このように予想と違った結果が得られたため、やや進行が遅れているとした。
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| 今後の研究の推進方策 |
まず、BMP-2/7と骨形成促進作用を有するRANKL結合ペプチドとの併用で相乗効果がえら得るか否かをin vitroの系で確かめるところからはじめる。また、エレクトロポレーション法を使わずに遺伝子がどれだけ導入され、タンパク発現するかどうかを明らかにする。また、BMP-2ベクターでも同様な実験を行い、ペプチドとの相乗効果を検討する。さらに、非ウイルスベクターの遺伝子導入効率を上げる足場材料と組み合わせることも試みる。
以上の実験により、臨床応用可能な新規骨形成方法確立に向けた基礎的な研究基盤が構築されていくものと思われる。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
年度末に予定していた動物実験ができなくなったため。
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