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放射線治療（RT）は頭頸部がんに対して高い治療効果を有するが，口腔粘膜炎や口腔乾燥等の有害事象を必発する．特に晩期に発症する顎骨壊死（ORN）は著しくQOLを低下させるにもかかわらず，未だ治療法は確立していない．本研究の目的は，ヒト歯髄幹細胞（DPSCs）由来エクソソーム （EVs）を用いた治療法を開発し，ORNの発症機序を解明することである．
ORNの発症機序として，骨髄内の間葉系幹細胞（MSCs）の機能低下が指摘されている．本研究では，最初に放射線照射したラットMSCsの細胞増殖をMTTアッセイで，細胞老化を蛍光免疫染色およびqPCRで評価した．結果，RTはラットMSCsの細胞増殖を抑制し，細胞老化を引き起こした．
次いで，EVsはDPSCsの培養上清から超遠心法により分離した．粒径は約100nmであり，ウエスタンブロット法で特異的表面抗原であるCD63，CD81，CD9を確認した．また透過型電子顕微鏡により形態学的評価を実施した．得られたDPSCs由来EVsと共培養すると，放射線照射したラットMSCsの細胞増殖が促進され，細胞老化が抑制されることが判明した．
動物実験に移行し，作製したラットORNモデルにより検証した．放射線照射直後にDPSCs由来EVsを静脈内投与し，10日後に下顎臼歯を抜歯した．抜歯後3週後に下顎骨を摘出し，抜歯窩の状態を放射線学的および組織学的に評価した．DPSCs由来EVsを投与した抜歯窩は上皮によって閉鎖された．また，抜歯窩内における骨髄の線維化や炎症性細胞の浸潤が減少した．また放射線学的には海面骨の形成が促進され，骨梁比率が増加した．
これらの結果より，DPSCs由来EVsはORNを予防できる可能性が示唆された．またその機序のひとつとして，RTによる骨髄細胞の老化がDPSCs由来EVsにより抑制されることが考えられた．
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