New molecular mechanism of inhibition on bone regeneration evaluated using stress-induced aging model and RNA-seq analysis

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 22H03295
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Institution: Osaka Dental University
• Principal Investigator: 本田 義知 大阪歯科大学, 歯学部, 教授 (90547259)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 橋本 典也 大阪歯科大学, 歯学部, 教授 (20228430) ; 窪 寛仁 大阪歯科大学, 歯学部, 講師 (70388362) ; 田中 知成 京都工芸繊維大学, 繊維学系, 准教授 (70585695) ; 南部 隆之 大阪歯科大学, 歯学部, 講師 (80367903)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2026-03-31
• Keywords: 細胞老化

Outline of Annual Research Achievements

骨形成が極めて困難な症例では、常に多くのストレスによる骨形成阻害機構が働いており、その実体解明が強く望まれている。特に、ストレス誘導性老化細胞が分泌し、骨再生を阻害する分子の挙動は未だ大きな謎に包まれている。この背景から本研究では、「ストレス誘導性老化細胞の分泌制御を介した骨形成増強」という次世代戦略を骨再生治療に追加させる基盤知見の収集を目的としている。具体的には、①骨再生を阻害する老化細胞種はどれか、そして、「いつ、どこで、どのような」細胞老化関連分泌物質（SASP因子）を分泌し阻害しているかを次世代シーケンサー（RNA-seq）とバイオインフォマティックスを駆使して詳細に解析する。更に、②申請者らが独自開発を進める老化細胞誘導剤徐放ゼラチンとSASP分泌抑制薬を駆使し、まるで遺伝子研究におけるノックダウンや過剰発現の様に、生体内局所で老化細胞・SASP因子を人工的に増減させ、機能解明の深化を図る。本年度は、動物実験環境の構築を図ると共に、実験に用いるストレス性老化誘導材料の試作と評価を行った。既に、申請者等は老化細胞誘導剤を用いた実験には、徐放性が重要な鍵となることを明らかにしている。慢性炎症を惹起可能で老化細胞の誘導効果を持つLPSをゼラチンに結合させたLPS結合ゼラチンに関して、老化細胞の誘導能を高めるためLPSを複数の濃度で変化させて試作を行った。更に同材料のLPS徐放効果について、In vitroにおいて評価し、LPSが徐放されることを確認した。また、SEM観察やFTIR等を用いた材料学的評価を行った。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

動物実験環境の構築、材料の試作などが当初予定通りに進んでいるため。

Strategy for Future Research Activity

RNA-seq解析に先んじて、当初予定の実験計画に則り老化細胞の誘導能を持つLPS結合ゼラチンの最適化を図ると共に、動物実験環境の最適化を進める予定である。、