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2022 年度 実施状況報告書

骨基質中のTGF-βが破骨細胞に与える影響とカップリング機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 21K09945
研究機関鶴見大学

研究代表者

大熊 理紗子  鶴見大学, 歯学部, 学部助手 (50804887)

研究分担者 山本 竜司  鶴見大学, 歯学部, 講師 (20410053)
唐木田 丈夫  鶴見大学, 歯学部, 准教授 (40367305)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2025-03-31
キーワード破骨細胞 / TGF-β / カップリング / リモデリング / カップリング因子
研究実績の概要

骨基質中には不活性状態の潜在型TGF-β(latent TGF-β)が豊富に含まれており、破骨細胞による骨吸収が起こると、骨基質中のlatent TGF-βが放出されて活性型TGF-βに変換される。この現象をin vitroで再現し、TGF-βが破骨細胞自身に与える影響を検討することが本研究の目的である。
我々はlatent TGF-βを培養プレート表面に結合させ、その上にCaをコーティングすることで骨基質中のlatent TGF-βを再現した。このlatent TGF-β結合Caプレート上でマクロファージ由来RAW264細胞をリコンビナントRANKL存在下で培養し、破骨細胞に分化させた後、骨吸収の様子(Pit Assay、抗TGF-β抗体による免疫蛍光染色)を測定および観察を行った。その結果、Pit AssayでPitが観察された部分においてのみ、TGF-βは発光を示さず、TGF-β含有プレートでは骨吸収の割合がcontrolよりも有意に高かった。
本年度はTGF-βによる破骨細胞関連因子の変化を検出するため、定量的RT- PCR法を行った。その結果、破骨細胞の分化に関与するNFATc1、RANK、TRAP、DC-STANPにおいてTGF-β添加群では遺伝子発現が上昇していた。また、骨吸収関連遺伝子であるCathepsin K、c-SrcなどがTGF-βによって発現が促進されていた。これにより、TGF-βは破骨細胞の分化や、骨吸収を促進することが示唆された。

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

昨年度まで時間を要していた培養条件が決定し、安定的にRAW264細胞を破骨細胞へと分化できるようになった。また、タンパクレベルでの実験において、昨年度はウェスタンブロッティングでの検出方法に苦戦していたが、試行錯誤を繰り返し別の検出方法で行う実験のめどが立った。さらに、定量的RT- PCR法によって破骨細胞に与えるTGF-βの影響が明らかになってきたことで、本研究の目的の一つが達成された。

今後の研究の推進方策

今後は以下の3つの実験を予定している。破骨細胞に対するTGF-βの影響は遺伝子レベルで明らかになってきたので、①Wnt1などの骨芽細胞活性化関連遺伝子の定量的PCRを行う。また、定量的PCRによって得られたデータをもとに、関連因子の、②組織学的解析(細胞骨格の観察、免疫染色など)を行い、TGF-βが破骨細胞の形態に影響を与えているかの検討や、タンパクレベルで変化があるか検討を行う。③また、破骨細胞の骨吸収によって放出されたTGF-βによって骨芽細胞や骨細胞にどのような影響があるのか、検討を行う。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Characterization of bioactive substances involved in the induction of bone augmentation using demineralized bone sheets2022

    • 著者名/発表者名
      Haruka Saito , Risako Chiba-Ohkuma , Yasuo Yamakoshi , Takeo Karakida , Ryuji Yamamoto , Mai Shirai , Chikahiro Ohkubo
    • 雑誌名

      International journal of implant dentistry

      巻: 8 ページ: 49~49

    • DOI

      10.1186/s40729-022-00449-9

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Response of TGF-β isoforms in epithelial-mesenchymal transition of enamel epithelial cells2022

    • 著者名/発表者名
      Miyakawa Yuri、Chiba-Ohkuma Risako、Karakida Takeo、Yamamoto Ryuji、Kobayashi Saeko、Yamakoshi Yasuo、Asada Yoshinobu
    • 雑誌名

      Archives of Oral Biology

      巻: 143 ページ: 105540~105540

    • DOI

      10.1016/j.archoralbio.2022.105540

    • 査読あり
  • [学会発表] TGF-βが破骨細胞に与える影響について2023

    • 著者名/発表者名
      大熊理紗子,唐木田丈夫,山本竜司,山越康雄
    • 学会等名
      鶴見歯学会第93回例会
  • [学会発表] 骨吸収による TGF-β が破骨細胞へ与える影響2022

    • 著者名/発表者名
      大熊理紗子,唐木田丈夫,山越康雄
    • 学会等名
      第64回歯科基礎医学会学術大会

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公開日: 2023-12-25  

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