| 研究課題/領域番号 |
17K17315
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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 |
門田 千穂 東京医科歯科大学, 歯学部附属病院, 特任助教 (30736658)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 顎関節 / 骨細胞 |
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| 研究実績の概要 |
力学的負荷の顎関節における作用として、下顎頭の成長を促進する場合と下顎頭・関節窩の吸収や変形を呈する場合があることが知られており、条件によっては相反した変化を示す事が示唆されている。顎関節の力学的負荷応答性メカニズムに関してはいくつかの知見が認められるが、顎関節における細胞動態およびシグナル伝達に関しては未知な部分が多い。よって顎関節に局在する軟骨細胞もしくは骨細胞が顎関節、特に下顎頭においてどのような機能を持つか明らかにし、将来的に臨床応用可能な知見を見出す事が必要と思われる。本研究では、力学的負荷が顎関節おける骨細胞および周囲のオステオネットワークに与える影響について分子生物学的観点から解明する事を目的とする。これまでに我々は、咬合挙上ならびに卵巣摘出を同時に行い、新たな下顎頭変形モデルマウスを作成した。モデルマウスは、下顎頭軟骨層の菲薄化を呈し、変形性関節炎（OA）スコアの高値を認めた。マイクロCT解析では、軟骨下骨組織における骨量の減少を示し、下顎頭における変形が認められた。TRAP染色では破骨細胞分化の増加を認め、マイクロアレイとリアルタイムPCRから炎症性サイトカインの上昇を認めた。よってモデルマウスでは変形性顎関節症を呈することが明らかとなり、この内容は国際学術雑誌に掲載された。また、東京医科歯科大学歯学部附属病院矯正歯科外来に通院中の患者において矯正歯科治療に際し撮影したレントゲン写真を用い、下顎頭吸収の割合を調査し、吸収のパターンや吸収傾向のある患者の特徴を抽出し、臨床的な検討も行っている。
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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
本年度は、基礎的な実験の遂行と同時並行で臨床的な観点からも調査を行う事とし、予定していなかった研究内容ではあるが進捗することが出来た。特に第78回日本矯正歯科学会において、顎関節機能に問題のある患者の症例発表を行い、優秀演題発表賞を受賞した。この演題は臨床的な観点から本研究の重要性を示す内容であり、今後も同様の患者における臨床データの蓄積を並行する事で本研究の発展に繋がるものと考えており、論文作成に取り掛かる予定である。
しかしながら、成長期モデルの作成が難航しており、やや進捗に遅れが生じている。成長期モデルに適切と思われる3-6週齢のマウスでは実験が困難な場合があり、予備実験の遂行に時間を要しているため、これまで作成した下顎頭変形モデルの表現型解析の継続と、細胞間シグナル伝達の検討を行った。下顎頭変形の表現型に関わる遺伝子群の検索のためマイクロアレイを行った結果より、炎症反応、免疫系の上昇を示し、モデルマウスは炎症性のOAを呈する事が明らかとなった。さらに、モデルマウス下顎頭の蛍光免疫染色にて、骨細胞に特異的に発現するDmp1やSostの発現量に差がある傾向が認められた。この事から、下顎頭変形モデルマウスの下顎頭において骨細胞を介した骨代謝関連因子が力学的負荷ならびにホルモン量の変化によって変動し、表現型に関与した事が示唆される。以上の結果を踏まえ、成長期モデルでの実験計画を再度練りなおす方針である。
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| 今後の研究の推進方策 |
成長期モデルの確立のため、3～6週齢のマウスを使用し予備実験を継続する。若齢マウスでは実験が困難なため、ラットやウサギ等の動物の使用も検討する。モデル動物作成後、マイクロCT、組織化学的解析（トルイジンブルー染色、TRAP染色）や免疫組織学的解析を行い、表現型解析を進める予定である。また、in vitroの実験系においては、モデル動物下顎頭から骨細胞の採取を試みるが、組織体積が非常に小さいため採取が困難な場合は、骨細胞様株であるMLO-Y4を使用することも検討する。細胞ストレッチ装置を使用して、力学的負荷時の表現型の検討を行う。細胞ストレッチシステムには、シリコンチャンバーに骨細胞を播種し、細胞に伸展力を与えて培養する方法を採用する。さらには、顎関節に存在するもう一つの力学的負荷受容細胞である軟骨細胞に着目し、細胞ストレッチシステムで軟骨細胞と骨細胞の間を仲介するシグナル分子が存在するかどうかの検討を行う。最終的に下顎頭の退行性変化ならびに成長の過程において骨細胞がどのように機能しているかを分子生物学的な観点で検討する。
また、矯正歯科における成長期症例ならびに成人下顎頭変形症例の臨床情報ならびにマテリアル（患者DNAや血漿）も採得し、モデルマウスから得られたデータの裏付けも行いたいと思っている。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
これまで所有していた実験材料を用いたこともあり、一部の予算を執行せずに研究を進める事ができた。今後は当初の計画通りに4年目の研究費を使用する予定である。
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