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2019 年度 実施状況報告書

α-ヒドロキシ酪酸とその代謝産物を用いた細胞分化誘導

研究課題

研究課題/領域番号 18K09642
研究機関奥羽大学

研究代表者

前田 豊信  奥羽大学, 歯学部, 准教授 (10382756)

研究分担者 岡田 英俊  奥羽大学, 歯学部, 教授 (40275623)
加藤 靖正  奥羽大学, 歯学部, 教授 (50214408)
阿部 匡聡  奥羽大学, 歯学部, 講師 (10254872)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワードα-ヒドロキシ酪酸 / 骨再生 / 細胞分化
研究実績の概要

2019年度は、in vivoでα-ヒドロキシ酪酸誘導体の徐放性高分子化合物を応用するにあたり、混合物質を2種類検討した。
①糖尿病予防効果が指摘されているフラボノイドのうち、近年、骨吸収抑制効果がわかってきたアントシアニンであるdelphinidin配糖体高含有植物抽出物とdelphinidinのB環が5'- O-メチル化したpetunidinを検討した。その結果、delphinidin配糖体は骨芽細胞でsuperoxide anionのスカベンジャーとして機能し、骨マトリックスの遺伝子発現を促進した。また、in vitroとin vivoでの骨吸収抑制促進が認められた(Antioxidants (Basel). 2019.)。さらにpetunidinはdelphinidinで観察された骨吸収抑制効果に加え、骨芽細胞においてBmp2の発現上昇を伴う石灰化を促進した(Int J Mol Sci. 2019.)。
②自家骨再生で臨床で用いられているPlatelet-rich Fibrin (PRF)の併用を評価するための基礎知見を得る目的で、骨リモデリングにおけるPRFの役割を評価した。PRFはオステオプロテゲリン陽性細胞の増加を誘導した。一方RANKL発現に変化を与えなかった。このことから、PRFはOPG / RANKL比を増加させ、破骨細胞の活性を抑制していることがわかった(Exp Ther Med. 2019.)。
現在までののところ、α-ヒドロキシ酪酸誘導体は骨芽細胞の分化・石灰化を促進することがわかっているが、破骨細胞活性化については明確な効果が認められていない。このことから、強く破骨細胞活性化を抑制するアントシアニンあるいはPlatelet-rich Fibrinとの併用が、高分子α-ヒドロキシ酪酸誘導体の生体応用のにおけるオプションの1つとして挙げられた。

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

本研究から得られた結果のうち、一部でα-ヒドロキシ酪酸もしくはその誘導体が、脂肪分化に影響を及ぼす可能性がわかってきた。そこで、安全性が担保されており、糖尿病発症に影響が少ないもの、もしくは糖尿病発症予防効果が示されている物質の併用を考えた。ここでPlatelet-rich Fibrinとアントシアニンに候補を絞り、その併用を模索した。これは、当初の計画にはなく、研究計画より遅延が生じている原因である。

今後の研究の推進方策

2019年度で得た結果を元に、2020年年度はすでに一部実施しているin vivo試験の結果解析と、α-ヒドロキシ酪酸誘導体混合物の試験を実施する予定である。この際の評価項目として、骨代謝・脂質代謝・糖代謝を評価する。

次年度使用額が生じた理由

次年度使用額発生理由は、次の二点である。①他の研究との連携により併用剤の検索が行えたため、当初の想定よりも安価に遂行できた。②2018年度の結果から、一部の研究推進方法法を変更したことにより、抗体を用いたin vitro 解析が2020年度に繰り越された。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2019

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] A Delphinidin-Enriched Maqui Berry Extract Improves Bone Metabolism and Protects against Bone Loss in Osteopenic Mouse Models2019

    • 著者名/発表者名
      Nagaoka Masahiro、Maeda Toyonobu、Chatani Masahiro、Handa Kazuaki、Yamakawa Tomoyuki、Kiyohara Shuichi、Negishi-Koga Takako、Kato Yasumasa、Takami Masamichi、Niida Shumpei、Lang Stefanie、Kruger Marlena、Suzuki Keiko
    • 雑誌名

      Antioxidants

      巻: 8 ページ: 386~386

    • DOI

      10.3390/antiox8090386

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Petunidin, a B-ring 5′-O-Methylated Derivative of Delphinidin, Stimulates Osteoblastogenesis and Reduces sRANKL-Induced Bone Loss2019

    • 著者名/発表者名
      Nagaoka Masahiro、Maeda Toyonobu、Moriwaki Sawako、Nomura Atsushi、Kato Yasumasa、Niida Shumpei、Kruger Marlena C.、Suzuki Keiko
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 20 ページ: 2795~2795

    • DOI

      10.3390/ijms20112795

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Platelet?rich fibrin increases the osteoprotegerin/receptor activator of nuclear factor?κB ligand ratio in osteoblasts2019

    • 著者名/発表者名
      Sumida Ryuta、Maeda Toyonobu、Kawahara Ichiro、Yusa Junko、Kato Yasumasa
    • 雑誌名

      Experimental and Therapeutic Medicine

      巻: 18 ページ: 358-365

    • DOI

      10.3892/etm.2019.7560

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Adaptation to chronic acidic extracellular pH elicits a sustained increase in lung cancer cell invasion and metastasis2019

    • 著者名/発表者名
      Sutoo Shusaku、Maeda Toyonobu、Suzuki Atsuko、Kato Yasumasa
    • 雑誌名

      Clinical & Experimental Metastasis

      巻: 37 ページ: 133~144

    • DOI

      10.1007/s10585-019-09990-1

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Adaptation to acidic extracellular pH induces cancer stem cell like phenotype2019

    • 著者名/発表者名
      加藤 靖正, 鈴木 厚子, 前田 豊信
    • 学会等名
      第78回 日本癌学会
  • [学会発表] 酸性細胞外pH馴化と癌細胞の転移能獲得について2019

    • 著者名/発表者名
      須藤 周作, 前田 豊信, 鈴木 厚子, 加藤 靖正
    • 学会等名
      第61回 歯科基礎医学会
  • [学会発表] 酸性細胞外pH馴化は造腫瘍性を促進する2019

    • 著者名/発表者名
      加藤 靖正, 鈴木 厚子, 前田 豊信, 小笠原 康悦
    • 学会等名
      第92回日本生化学会大会

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公開日: 2021-01-27  

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