| 研究課題/領域番号 |
25350542
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| 研究機関 | 神奈川歯科大学 |
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研究代表者 |
高垣 裕子 神奈川歯科大学, 歯学研究科(研究院), 特任教授 (60050689)
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| 研究分担者 |
田中 隆博 神奈川歯科大学, 歯学部, 研究員 (90550830) [辞退]
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | メカニカルストレス / メカノトランスダクション / インテグリン / 骨細胞分化 / 骨芽細胞 / 伸展刺激 / 低出力超音波パルス |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、1)骨組織が遭遇するする様々な力学的刺激の受容において，骨芽細胞を標的とする低出力超音波パルス(LIPUS)刺激と，骨細胞（オステオサイト)を標的とする伸展刺激を使い分ける機能が，骨芽細胞の骨細胞への分化に伴って変わるインテグリンサブユニットにより調節されるという作業仮説を検証し，2)顎骨骨芽細胞でα5βlインテグリンが特異的に細菌に対するゲートキーバーの役割を示す実験結果(Watabe eta1., Exp Cell Res, 317: 2642, 2011)を動物組織に適用し，ビスフォスフォネート誘発性の顎骨壊死をLIPUS が防止できるかどうか明らかにすることを目的とした。
結果的に１）はLIPUS 刺激応答に必須なα5βlに対する中和抗体がマウスに対し入手できるものの，伸展刺激に必須なαvβ3に対する中和抗体がげっ歯類の細胞に交差しなかった。そこで２）に予定していた顎骨壊死モデルの確立(組織学・材質の観点から解析し，骨細胞死，骨質・強度の劣化が見られるか否かを確認する)，合わせて LIPUS照射が病変を予防できるか検討することを先行させた。１）についてはブタの細胞であればαvβ3インテグリンに対してMab1976（LM609）中和抗体を，α5βlインテグリンに対してはMab1999（HA5）中和抗体を入手できるので，以前ブタの細胞を用いた経験（Takeuchi eta1., Arthritis Res Ther. 10:R77 2008）からブタの細胞を調整することにより,両者を差異的に阻害することが可能となった。なお2)についてはモデルラットの顎骨壊死をLIPUS照射が防止できることが判明し（投稿準備中），LIPUS作用のメカニズムについては既に報告した（Hidaka et al., J Anal Bio-Sci, 3:17-24 2015）。
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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
(理由)
当初加齢マウス(~7 か月齢)から頭蓋・下顎骨・下肢骨を単離し，これまで通り段階的コラグナーゼ/4 mMEDTA処理により調製した骨芽細胞と骨細胞で実験する予定であったが,前述のようにαvβ3インテグリンに対する中和抗体が交差しなかったため，その時点で２）の先行を優先させてほぼ終了することが出来た。
１）のインテグリンサブユニットに関する研究は，ブタの細胞で27年度内に完了できる見込みである。なお、研究協力者Harrisonとは，LIPUS効果のメカニズムに関して総説を投稿中である。
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| 今後の研究の推進方策 |
顎骨壊死モデルにおいてLIPUS照射が病変を予防する効果があったので、27年度前半に投稿予定である。LIPUSの効果に関するメカニズムの解析においては，Hidaka et al., J Anal Bio-Sci, 3:17-24 2015として全身性に骨髄細胞に効果が波及し、血管新生誘導（CXCL12とCXCR4発現亢進による）の起こることが明らかとなった。INSERMのグループが以前にCXCR4とα5βl・αvβ3インテグリンの相互作用を報告しているので,その延長上で検討を続ける。代表者らのこれまでの一連の研究から示唆されている，骨芽細胞が骨細胞へと連続的に分化する際に制御するインテグリンがα5βlからαvβ3へと交代することは，動物種をげっ歯類からブタに変えても共通だと想定している（Takeuchi eta1., Arthritis Res Ther. 10:R77 2008）。したがって当初に計画した通り，単離した細胞を用いて提唱したメカニズムをそれぞれの中和抗体の存在下に検証する。ある程度選択的な結合ペプチドの併用も可能である。」
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| 次年度使用額が生じた理由 |
中和抗体を用いた細胞実験が予定されており，使い切りの上大変高価であるため。
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| 次年度使用額の使用計画 |
中和抗体の購入
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