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2013 年度 実績報告書

歯槽骨増生を目的とした破骨細胞と骨芽細胞の骨代謝共役機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 24390417
研究機関松本歯科大学

研究代表者

宇田川 信之  松本歯科大学, 歯学部, 教授 (70245801)

研究分担者 小出 雅則  松本歯科大学, 総合歯科医学研究所, 講師 (10367617)
中村 美どり  松本歯科大学, 歯学部, 准教授 (90278177)
中道 裕子  松本歯科大学, 総合歯科医学研究所, 講師 (20350829)
上原 俊介  松本歯科大学, 歯学部, 講師 (90434480)
田口 明  松本歯科大学, 歯学部, 教授 (70243582)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワード歯周病 / 歯槽骨 / 破骨細胞 / 骨芽細胞 / OPG / RANKL / μCT / 皮質骨
研究概要

歯周病において、歯槽骨の吸収は歯の喪失を引き起こす。現在までに、歯周病に骨吸収関連遺伝子が関与している可能性を示す患者由来の歯肉溝滲出液を用いた報告がなされてきた。そこで、我々は骨吸収関連遺伝子としてOPGの歯周病への関与を明らかにするため、OPG-/-マウスとRANKL遺伝子強発現マウス(RANKL Tg)の歯槽骨を解析した。
各種マウス血清中の骨代謝マーカーを測定した。OPG-/-マウスはOPGが発現していないのでRANKL/OPG比は無限大に大きくなるが、RANKL TgマウスのRANKL/OPG比も正常マウスと比較して40倍近くに増大する。野生型マウス、OPG-/-マウス、RANKL TgマウスのRANKL/OPG比は、骨吸収マーカーである血清TRAP5b活性と相関した。
次にそれぞれのマウスの歯槽骨における破骨細胞の出現とOPGタンパク質の発現について検討した。その結果、OPG-/-マウスのみ歯槽骨が多孔質化し、骨の内部と表面で破骨細胞が顕著に増加した。一方、野生型マウスやRANKL Tgマウスの歯槽骨は多孔質化せず、OPG陽性の骨細胞が明瞭に認められた。これらのマウスにおける大腿骨皮質骨の多孔質化とOPGの発現様式も歯槽骨と同様であった。しかしながら、大腿骨海綿骨におけるOPG陽性骨細胞はほとんど認められなかった。以上の結果より、骨細胞が産生するOPGが皮質骨や歯槽骨の維持に重要な役割を果たしていることが示された。また、OPGの発現低下は歯周病の進行にも関与する可能性が示唆される。
以上の結果をまとめると、OPG-/-マウスの歯槽骨吸収について解析した結果、OPG遺伝子の欠損によって著しい歯槽骨吸収が惹起されることを見出した。

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

遺伝子欠損マウスを用いた実験結果から、骨細胞が産生するOPGが皮質骨や歯槽骨の維持に重要な役割を果たしていることが示された。また、OPGの発現低下は歯周病の進行に重要であることが示唆され、RANKL中和抗体の歯槽骨吸収に対する抑制効果を明らかにすることができた。

今後の研究の推進方策

今回計画した研究においては、破骨細胞から骨芽細胞へのRANKLのリバースシグナルを解明し、新しい骨形成促進シグナルを明らかにすることである。そして、これらの基礎的研究成果を基にして、歯槽骨吸収の予防及び残存する歯槽骨を保存する薬剤の開発を目指す。

次年度の研究費の使用計画

平成25年度の研究遂行において、直接研究費次年度使用額(186,696円)が生じたが、試薬類の大量購入により定価より安い金額で購入できたためである。最終年度の研究において、本研究計画の最終目標である骨形成の新しい信号を明らかにする実験に使用する。
平成26年度の研究遂行において、平成25年度の未使用分と合わせて、最終年度の研究計画の目標である骨形成の新しい信号を明らかにする分子生物学的実験および成果発表に用いる予定である。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (1件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Noncanonical Wnt5a enhances Wnt/β-catenin signaling during osteoblastogenesis.2014

    • 著者名/発表者名
      Okamoto, M., Udagawa, N., Uehara, S., Maeda, K., Yamashita, T., Nakamichi, Y., Kato, H., Saito, N., Minami, Y., Takahashi, N., Kobayashi, Y.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 4 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1038/srep04493.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Arctigenin inhibits osteoclast differentiation and function by suppressing both calcineurin-dependent and osteoblastic cell-dependent NFATc1 pathways.2014

    • 著者名/発表者名
      Yamashita T, Uehara S, Udagawa N, Li F, Kadota S, Esumi H, Kobayashi Y, Takahashi N
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 9 ページ: e85878-e85878

    • DOI

      doi: 10.1371/journal.pone.0085878.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] VitaminD endocrine system and osteoclasts.2014

    • 著者名/発表者名
      Takahashi N, Udagawa N, Suda T
    • 雑誌名

      BoneKEy Reports

      巻: 3 ページ: 495-495

    • DOI

      doi:10.1038/bonekey.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stimulation of bone formation in cortical bone of mice treated with a receptor activator of nuclear factor-κB ligand (RANKL)-binding peptide that possesses osteoclastogenesis inhibitory activity.2013

    • 著者名/発表者名
      Furuya Y, Inagaki A, Khan M, Mori K, Penninger JM, Nakamura M, Udagawa N, Aoki K, Ohya K, Uchida K, Yasuda H
    • 雑誌名

      J Biol Chem

      巻: 288 ページ: 5562-5571

    • DOI

      doi: 10.1074/jbc.M112.426080.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Osteoprotegerin-deficient male mice as a model for severe alveolar bone loss: Comparison with RANKL-overexpressing transgenic male mice.2013

    • 著者名/発表者名
      Koide M, Kobayashi Ym Ninomiya T, Nakamura M, Yasuda H, Arai Y, Okahashi N, Yoshinari N, Takahashi N, Udagawa N
    • 雑誌名

      Endocrinology

      巻: 154 ページ: 773-782

    • DOI

      doi: 10.1210/en.2012-1928.

    • 査読あり
  • [学会発表] 生命を支えている臓器としての骨-歯周疾患と骨粗鬆症の関連-

    • 著者名/発表者名
      宇田川信之
    • 学会等名
      第55回歯科基礎医学会学術大会・総会(日本学術会議シンポジウム)
    • 発表場所
      岡山(岡山コンベンションセンター)
    • 招待講演

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公開日: 2015-05-28  

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