培養骨髄細胞移植による骨組織再生技術―Ｒｕｎｘ２を活性化する薬剤の有用性の検討―

2013 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 24592230
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 鬼頭 浩史 名古屋大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (40291174)
• 研究分担者: 金子 浩史 名古屋大学, 医学(系)研究科(研究院), 寄附講座助教 (60566975)
• キーワード: ランソプラゾール / Runx2 / 骨形成促進

研究概要

Runx2は骨芽細胞分化のマスター遺伝子であるが、我々は網羅的な薬効スクリーニング法により、PPIであるランソプラゾールがRunx2プロモーター活性を上昇させるオフラベル効能があることを突き止めた。C3H10T1/2 cell、human mesenchymal stem cell、およびhuman osteosarcoma cellにおいて、ランソプラゾールは濃度依存性にRunx2のmRNA発現を上昇した。また、薬剤投与によるRunx2タンパクの上昇、さらにRunx2の核内移行の活性化をWestern blottingにて確認した。さらに、Runx2のターゲット遺伝子であるアルカリフォスファターゼやオステリックスの発現も薬剤濃度依存性に上昇させた。また、ヒト骨髄由来間葉系幹細胞の培養時に骨芽細胞誘導因子（デキサメサゾン、βグリセロリン酸、アスコルビン酸）とともにランソプラゾールを添加したところ、アルカリフォスファターゼおよびアリザリンレッドでの染色性が著しく上昇し、骨芽細胞への分化が促進されていることを確認した。次いで、ラット骨折モデルを作成し、ランソプラゾールの経口投与による骨折治癒促進効果を検討した。ランソプラゾールは骨折モデルにおけるnon-union、delayed unionの率を減少し、骨形態計測ではランソプラゾールの投与により類骨量と類骨面の増加が有意に示された。細胞内シグナル伝達に関する研究では、ランソプラゾールは骨形成因子（BMP）のnon-canonical pathwayにおけるTAK1とp38のリン酸化を活性化することを確認した。さらには、ランソプラゾールがTAK1の分解酵素であるCYLDに結合し、CYLDの機能を阻害することにより間接的にTAK1のポリユビキチン鎖の形成を促進させることも明らかとした。

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

前年度の成果に加え、ランソプラゾールによるRunx2活性化の分子メカニズム（CYLDへの結合によるTAK1のポリユビキチネーションの促進）を明らかにし、現在、論文投稿中である。また臨床応用に向けて、in vivoにおけるランゾプラゾールによる骨形成促進効果を確認した。現在、ランソプラゾール含有人工骨の開発、臨床応用を視野に入れた研究を継続している。
以上のように、申請書類において記載した平成25年度における研究計画の大部分はすでに達成されている。

今後の研究の推進方策

ランソプラゾール含有人工骨に関する研究では、至適なランソプラゾールの徐放時期、期間、濃度を決定するための基礎研究を継続する。また、同時に動物実験（ラット、うさぎなど）も計画する。ラットでは全層欠損モデル、うさぎでは部分欠損モデルを作製し、薬剤含有人工骨の骨形成能を検討する。骨伝導能および誘導能を有する新規の人工骨の開発には、産学連携を視野に入れている。ランソプラゾール含有人工骨の開発において、この新規人工骨が医薬品あるいは医療機器としての承認を目指すのかが不透明な点が大きな問題点である。本件に関しては、国の指針、方向性に合致した形での研究が要求されるため、PMDAなどへの働きかけが必要となる。

研究成果

• [雑誌論文] A novel in-flame deletion of the RUNX2 gene causes a classic form of cleidocranial dysplasia (2014)
  • 著者名/発表者名: Matsushita M, Kitoh H, Kaneko H, Mishima K, Itoh Y, Tokita Y, Ishiguro N
  • 雑誌名: J Bone Miner Metab 巻: 32 ページ: 96-99
  • DOI: 10.1007/s00774-013-0456-7
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Benign prenatal hypophosphatasia: a treatable disease not to be missed (2014)
  • 著者名/発表者名: Matsushita M, Kitoh H, Michigami T, Tachikawa K, Kaneko H, Mishima K, Ishiguro N
  • 雑誌名: Ped Radiol 巻: 44 ページ: 340-343
  • DOI: 10.1007/s00247-013-2805-z
  • 査読あり
• [雑誌論文] Biodistribution of locally or systemically transplanted osteoblast-like cells (2014)
  • 著者名/発表者名: Okabe YT, Kondo T, Mishima K, Hayase Y, Kato K, Mizuno M, Ishiguro N, Kitoh H
  • 雑誌名: Bone Joint Res 巻: 3 ページ: 76-81
  • DOI: 10.1302/2046-3758.33.2000257
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mutations in PCYT1A, encoding a key regulator of phosphatidylcholine metabolism, cause spondylometaphyseal dysplasia with cone-rod dystrophy (2014)
  • 著者名/発表者名: Hoover-Fong J, Sobreira N, Jurgens J, Modaff P, Blout C, Moser A, Kim OH, Cho TJ, Cho SY, Kim SJ, Jin DK, Kitoh H, Park WY, Ling H, Hetrick KN, Doheny KF, Valle D, Pauli RM
  • 雑誌名: Am J Hum Genet 巻: 94 ページ: 105-112
  • DOI: 10.1016/j.ajhg.2013.11.018.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Clinically applicable antianginal agents suppress osteoblastic transformation of myogenic cells and heterotopic ossification in mice (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto R, Matsushita M, Kitoh H, Masuda A, Ito M, Katagiri T, Kawai T, Ishiguro N, Ohno K
  • 雑誌名: J Bone Miner Metab 巻: 31 ページ: 26-33
  • DOI: 10.1007/s00774-012-0380-2.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Orthopaedic manifestations and diagnostic clues in children with Guillain-Barré syndrome. (2013)
  • 著者名/発表者名: Matsushita M, Kitoh H, Itomi K, Kitakoji T, Iwata K, Mishima K, Ishiguro N, Hattori T
  • 雑誌名: J Child Orthop 巻: 7 ページ: 177-182
  • DOI: 10.1007/s11832-012-0475-2.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Prognostic factors for trochanteric overgrowth after containment treatment in Legg-Calvé-Perthes disease. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kitoh H, Kaneko H, Mishima K, Matsushita M, Ishiguro N
  • 雑誌名: J Pediatr Orthop B 巻: 22 ページ: 432-436
  • DOI: 10.1097/BPB.0b013e32835f585b.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mutations in B3GALT6 which encodes a glycosaminoglycan linker region enzyme cause a spectrum of skeletal and connective tissue disorders (2013)
  • 著者名/発表者名: Nakajima M1, Mizumoto S, Miyake N, Kogawa R, Iida A, Ito H, Kitoh H, Hirayama A, Mitsubuchi H, Miyazaki O, Kosaki R, Horikawa R, Lai A, Mendoza-Londono R, Dupuis L, Chitayat D, Howard A, Leal GF, Cavalcanti D, Tsurusaki Y,et al
  • 雑誌名: Am J Hum Genet 巻: 92 ページ: 1-8
  • DOI: 10.1016/j.ajhg.2013.04.003.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Long-term outcome of gradual reduction using overhead traction for developmental dysplasia of the hip over 6 months of age (2013)
  • 著者名/発表者名: Kaneko H, Kitoh H, Mishima K, Matsushita M, Ishiguro N
  • 雑誌名: J Pediatr Orthop 巻: 33 ページ: 628-634
  • DOI: 10.1097/BPO.0b013e31829b2d8b.
  • 査読あり
• [雑誌論文] A comparative study of blade plate fixation and external fixation in osteotomies for slipped capital femoral epiphysis (2013)
  • 著者名/発表者名: Kitoh H, Kitakoji T, Hattori T, Kaneko H, Mishima K, Matsushita M, Ishiguro N
  • 雑誌名: J Pediatr Orthop B 巻: 22 ページ: 542-547
  • DOI: doi: 10.1097/BPB.0b013e3283637070.
  • 査読あり
• [雑誌論文] A novel SOX9 H169Q mutation in a family with overlapping phenotype of mild campomelic dysplasia and small patella syndrome (2013)
  • 著者名/発表者名: Matsushita M, Kitoh H, Kaneko H, Mishima K, Kadono I, Ishiguro N, Nishmura G
  • 雑誌名: Am J Med Genet A 巻: 161 ページ: 2528-2534
  • DOI: 10.1002/ajmg.a.36134.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Meclozine facilitates chondrocyte proliferation and differentiation by attenuating abnormally activated fibroblast growth factor receptor 3 (FGFR3) signaling in achondroplasia (2013)
  • 著者名/発表者名: Matsushita M, Kitoh H, Ohkawara B, Mishima K, Kaneko H, Ito M, Masuda A, Ishiguro N, Ohno K
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 8 ページ: 81569
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0081569. eCollection 2013.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Perhexiline maleate in the treatment of fibrodysplasia ossificans progressiva (2013)
  • 著者名/発表者名: Kitoh H, Achiwa M, Kaneko H, Mishima K, Matsushita M, Kadono I, Ishiguro N
  • 雑誌名: Orphanet J Rare Disease 巻: 8 ページ: 163
  • DOI: 10.1186/1750-1172-8-163.
  • 査読あり
• [学会発表] Potential clinical application of meclizine, an anti-histamine drug, for short stature in FGFR3-related skeletal dysplasias (2013)
  • 著者名/発表者名: Masaki Matsushita, Hiroshi Kitoh, Hiroshi Kaneko, Kenichi Mishima, Naoki Ishiguro, Kinji Ohno
  • 学会等名: 第24回日本小児整形外科学会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（横浜市）
  • 年月日: 20131108-20131109
• [学会発表] A novel Sox9 H169Q mutation in a family with overlapping phenotype of mild campomelic dysplasia and small patella syndrome (2013)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Kaneko, Hioroshi Kitoh, Kenichi Mishima, Masaki Matsushita, Naoki Ishiguro
  • 学会等名: International Skeletal Dysplasia Meeting
  • 発表場所: Bologna（イタリア）
  • 年月日: 20130828-20130831
• [学会発表] Meclozine facilitates chondrocyte proliferation and differentiation by attenuating abnormally activated fibroblast growth factor receptor 3 (FGFR3) signaling in achondroplasia (2013)
  • 著者名/発表者名: Masaki Matsushita, Hiroshi Kitoh, Hiroshi Kaneko, Kenichi Mishima, Naoki Ishiguro, Kinji Ohno
  • 学会等名: International Skeletal Dysplasia Meeting
  • 発表場所: Bologna（イタリア）
  • 年月日: 20130828-20130831
• [学会発表] Long-term outcome of gradual reduction with overhead traction for developmental dysplasia of the hip in children over six months of age (2013)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Kaneko, Hiroshi Kitoh, Kenichi Mishima, Masaki Matsushita, Naoki Ishguro
  • 学会等名: Annual meeting of Pediatric Orthopedic Society of North America
  • 発表場所: Toronto（カナダ）
  • 年月日: 20130501-20130504