Nobel strategy and elucidation in fracture healing using Modulating Circadian rhythm

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K18030
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 野口 貴志 京都大学, 医学研究科, 助教 (50736642)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 体内時計 / 骨癒合 / 細胞内代謝 / 偽関節

Outline of Annual Research Achievements

生体の持つ体内時計(概日リズム)は時計遺伝子によって制御されている。概日リズムに合わせて、生体は血圧変化、ホルモン分泌や行動などを示す。時計遺伝 子は外的刺激に影響を受け、その発現を変化させる。 骨折治癒過程でも時計遺伝子の関与が示され、以前行った研究で骨癒合遅延には時計遺伝子の発現が変化していることが示された。しかし、反対に時計遺伝子の 発現の変化が骨癒合を亢進または遅延させるかは不明である。本研究では、時計遺伝子の発現サイクルが変化する糖尿病性モデルに人工的に骨折を作成し、それ に対して薬剤投与により人為的な概日リズム調節を行う。この介入により骨癒合が促進されることを示し、時計遺伝子の調節が骨折治療における新たな標的とな ることを示すことを目的とする。その結果、骨折のみならず骨代謝の解明と骨粗鬆症の疾患治療の発展に寄与すると考えている。 骨折治癒における、仮骨形成、骨癒合の過程は細胞実験レベルでの再現は確立しておらず、動物実験にて研究を進行させている。現在、骨折モデルの作成と骨癒 合の過程を観察し、その再現性を確認している。また糖尿病モデルは 高脂肪食と膵臓の機能を低下させる薬剤を投与することで確立している。正常マウス、糖 尿病マウスのどちらのおいても骨折の作成と骨癒合過程を観察している。骨折部のサンプル回収を終了して、今後、時計遺伝子発現の変化量 の検出予定である。また同条件での組織学的な骨癒合の成熟について、モデルを作成し、免疫組織学的な評価予定である。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

コロナウイルス感染症の影響は少なからずある。
本実験は、サンプルの採取が時間通りに行われる必要があり、繊細な作業を要する。そのため、実験系の構築とその確認実験にやや時間を要した。

Strategy for Future Research Activity

サンプルの回収は終了しており、今後、サンプルからのDNA抽出と、発現遺伝子量の評価。
病理学的解析を進める。