| 研究課題/領域番号 |
17K19770
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| 研究機関 | 長崎大学 |
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研究代表者 |
澤瀬 隆 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 教授 (80253681)
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| 研究分担者 |
黒嶋 伸一郎 長崎大学, 病院(歯学系), 講師 (40443915)
佐々木 宗輝 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 助教 (10706336)
中島 和慶 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 助教 (40707246)
住田 吉慶 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 准教授 (50456654)
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| 研究期間 (年度) |
2017-06-30 – 2020-03-31
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| キーワード | オートファジー / 骨質 / 荷重 / デンタルインプラント / 生体アパタイト結晶 / コラーゲン線維 / 骨関連細胞 |
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| 研究実績の概要 |
2001年に米国国立衛生研究所が提唱した新規概念である骨質は，骨密度とは独立した骨強度の指標で，骨の長期安定性に極めて重要であると結論付けられたが，歯科領域では骨質に関する基礎研究がほとんど行われていない．本研究の目的は，荷重に起因する骨質変化の主軸を担う生体アパタイト結晶（BAp）／コラーゲン線維（Col）複合体と骨細胞の優先配向制御因子を同定し，インプラント周囲骨組織の長期安定性に寄与するかを検討することにある．本年度は，当講座で開発済みのラットインプラント荷重モデルを用いてBAp/Col複合体と骨細胞の優先配向方向を同定し，変動するオートファジー関連遺伝子・タンパク質の検索を行い，微小領域Ｘ線回折装置，複屈折システム応用の顕微鏡，組織形態学的解析，免疫組織化学的解析，ならびに遺伝子の網羅解析を使用して評価を行った．
具体的にはラットの上顎第1大臼歯を抜歯後4週でインプラントを埋入し，3週間の骨治癒期間を経て2週間と5週間荷重を付与し，それぞれ屠殺した．
マイクロCTによる3次元的構造解析，微小領域Ｘ線回折装置による生体アパタイト結晶解析，複屈折システムを応用した偏光顕微鏡解析，組織形態学的解析，免疫組織化学的解析などの各種定量解析の結果，BApとコラーゲンの配向性を解析した結果，BApとコラーゲンの優先配向はともに同方向を向いており，荷重応答性に骨質を有意に変化させた．さらにそのサンプルを用いて，オートファジー関連分子の網羅的免疫染色を行っているが，荷重応答性にその分布を変動させるオートファジー関連分子の候補を複数選択できた．さらにインプラント周囲骨組織から遺伝子の抽出が終了して，マイクロアレイ解析を行う計画であり，組織解析とマイクロアレイ解析との共通点や相違点を詳しく比較検討して荷重応答性骨質制御オートファジー関連分子の候補を選択する．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
ラットインプラントモデルを作製し，荷重の付与も終わって組織サンプルや遺伝子も順調に確保されていることから，現在まで学会発表や論文化は行われていないが，（2）おおむね順調に進展していると判断した．
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| 今後の研究の推進方策 |
本研究遂行のために，以下の方策を考えている．
①前年度に引き続き，ラットインプラントモデルに荷重を付与し，組織形態学的解析と免疫組織化学的解析を継続し，定量解析を十分に行って，データとして抽出する．
②開発済みのラットインプラントモデル周囲骨から，前年度に引き続いてマイクロアレイとプロテオーム解析を行って、オートファジーを中心とした網羅的に遺伝子とタンパク質を探索し，荷重応答性オートファジー関連分子の候補を決定する．
③オートファジー増強モデル（オートファジー経路を活性化するmTOR阻害薬を使用）とオートファジー減衰型モデル（オートファジー関連分子LC3b, Beclin, ULK1が有意に低下する24週齢以降の雄性ラットを使用）を用いてラットインプラントモデルを作製し，3次元的構造解析，微小領域X線回折装置によるアパタイト結晶解析，複屈折システムを応用した偏光顕微鏡解析，組織形態学的解析，免疫組織化学的解析，マイクロアレイ解析，プロテオーム解析をすべて行い，オートファジーが正常状態にあるラットインプラントモデルとの比較検討を行う．
上記の研究計画を遂行することで，インプラント周囲骨組織の荷重応答性オートファジー関連分子の同定を行う．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
前年度は採択時期が遅くて研究期間が短かったため，in vivo研究が一部終了したとしても，十分な解析時間が取れないため，必然的にかかる経費は少なかった（本年度以降はかなりの経費が掛かるため，実験動物は当講座でラットを交配させているために，かかる経費は不要であった）．さらに学会や論文化による研究発表段階を迎えることは困難であったことから、次年度使用額が生じている．
次年度使用額が生じた金額と本年度分として請求した助成金と合わせることで，マイクロアレイ解析，プロテオーム解析などの費用がかかる研究を重点的に行う計画である．その結果，荷重応答性骨質制御オートファジー関連分子の候補が同定され，本研究目的の遂行へと道が開ける．さらに本年度は，オートファジー増強型ラットインプラントモデルとオートファジー推進型ラットインプラントモデルを作製する計画を立案しており，使用する薬剤mTOR阻害薬の持続的投与にも多くの費用がかかることから，次年度使用額を使用する研究計画として十分妥当であると判断できる．
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