| 研究課題/領域番号 |
20K18581
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| 研究機関 | 日本大学 |
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研究代表者 |
間中 総一郎 日本大学, 歯学部, 助教 (00754954)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | 低出力超音波（LIPUS） / 骨質 / コラーゲン |
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| 研究実績の概要 |
本研究の前段階として、メカニカルストレスとして低出力超音波（Low-intensity pulsed ultrasound; LIPUS）を使用して、骨芽細胞に一定時間かつ継続的に刺激を付与し、LIPUS刺激が骨芽細胞の細胞外マトリックスタンパク質（Extracellular Matrix Protein; ECMP）およびコラーゲン代謝に及ぼす影響を検討することであった。したがって、LIPUS刺激による骨折や骨欠損部への治癒促進だけではなく、生成された骨組織が良好な骨質を有することを示し、LIPUSの臨床応用の可能性を学術的に解明するものである。
そこで、LIPUS刺激が骨芽細胞の骨形成におけるECMPおよびコラーゲン代謝に及ぼす影響を細胞生物学的および分子生物学的に解明することを目的とした。
その結果、LIPUS刺激によりマウス頭蓋冠由来骨芽細胞であるMC3T3-E1細胞のECMP（TypeI collagen; ColI, Bone sialoprotein; BSP, Osteopontin; OPN, Osteocalcin; OCN）の遺伝子およびタンパクの発現増加が認められた一方で、コラーゲン分解酵素であるMatrix metalloproteinase（MMP）-1、3および13の発現減少が認められた。また、Tissue inhibitor of metalloproteinase（TIMP）の発現には影響を及ぼさなかった。さらに、ATP関連受容体であるイオンチャネル型のP2X7受容体のアンタゴニスト（A438079）およびMC3T3-E1細胞のP2X7ノックダウン細胞（shP2X7）を使用した実験においては、それぞれのMMPの遺伝子およびタンパクの発現増加（LIPUS刺激による発現減少の抑制）が認められたことを実証した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
『研究実施計画』に記載されている内容の前段階として、LIPUSが骨芽細胞の骨形成に及ぼす詳細な影響を検討しており、実証を十分に終えていると考えられる。
また、研究デザインに合わせたサンプル回収も随時行っており、それらのデータ解析なども進行予定である。
そして、昨年度の研究実績を国外の学術会議で学会発表し、他の研究者と討論および評価を受けている。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は、①歯周病の発症に関与るリポ多糖（Lipopolysaccharide；LPS）および糖尿病・老化などに関与する終化糖化産物（Advanced glycation end products；AGEs）の関連性について、それらが骨芽細胞の炎症性サイトカインに及ぼす影響と、②メカニカルストレスとしてLIPUSを使用し、LIPUS刺激がLPSおよびAGEs存在下における骨芽細胞の炎症性サイトカインに及ぼす影響を検討する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
当初予定していた日本歯周病学会へのポスター発表を取りやめたため、残金が生じた。
また、次年度への繰越金は令和3年度と合わせて、消耗品に使用する予定である。
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