Study of osteoclast inhibitions to prevent osteoporosis by drug repositioning

通过药物重新定位抑制破骨细胞预防骨质疏松的研究

• 批准号: 20K09454
• 负责人: 中村 美穂
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Tokyo Medical and Dental University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K09454/
• 关键词: 破骨細胞; 骨芽細胞; リポジショニング; 骨粗鬆症; ドラッグリポジショニング

本研究は、抗生物質として永年臨床で使用されてきたテトラサイクリン系薬剤の骨代謝への作用機構を明らかにし、骨粗鬆症薬としてリポジショニングすることを目的としている。研究期間内に、[A] テトラサイクリンが骨組織に沈着した状況を模倣した培養基板を作製し、[B] in vitro細胞培養試験により、破骨細胞抑制効果、骨芽細胞への影響を明らかにすることで市販テトラサイクリン系抗生物質のスクリ-ニングを行い、[C] 選定したテトラサイクリン系薬剤について、動物実験を行い、骨代謝への影響、副作用・合併症有無、全身骨格中の薬剤分布、骨質への影響を検討する。本研究の成果より、既存抗生物質薬テトラサイクリンの新しい機能を見出し、低コスト・長期利用可能な骨粗鬆症薬への可能性を示すことが期待される。ひいては、高齢化社会における生活の質に大きく貢献すると考えている。今年度は、上半期に、数種類の市販テトラサイクリン系薬剤が骨組織に沈着した状況を模倣した培養基板の作製および定性分析を行った。その結果、作製した培養基盤の表面は骨組織類似のミネラルであり、表面上に市販テトラサイクリン系薬剤が点在していた。市販テトラサイクリン系薬剤による違いは見られなかった。下半期には、上半期に作製した培養基盤上でヒト初代破骨細胞培養を行った。数種類のテトラサイクリン系薬剤による破骨細胞分化抑制および破骨細胞吸収抑制が認められた。

本研究的目的是阐明临床上使用多年的抗生素四环素类药物对骨代谢的作用机制，并将其重新定位为骨质疏松药物。在研究期间，[A]我们创造了一种模拟四环素在骨组织中沉积情况的培养基质，[B]通过体外细胞培养测试揭示了破骨细胞抑制作用和对成骨细胞的影响。筛选市售四环素抗生素，[C]对选定的四环素类药物进行动物实验，考察其对骨代谢的影响、副作用/并发症、药物在全身骨骼的分布以及对骨质量的影响。这项研究的结果有望发现现有抗生素药物四环素的新功能，并证明其作为低成本、长期治疗骨质疏松症药物的潜力。反过来，我们相信这将极大地提高老龄化社会的生活质量。今年上半年，我们制作了模拟几种市售四环素药物在骨组织上沉积的培养基质，并进行了定性分析。结果，所制备的培养基质表面由类似于骨组织的矿物质构成，并且表面上点缀着市售的四环素药物。市售四环素之间没有观察到差异。下半场在上半场准备的培养基质上培养人原代破骨细胞。观察到几种类型的四环素药物对破骨细胞分化和破骨细胞吸收的抑制。

项目成果

Enhanced new bone formation in canine maxilla by a graft of electrically polarized β-tricalcium phosphate

通过电极化β-磷酸三钙移植增强犬上颌骨新骨形成

• DOI: 10.1002/jbm.b.34612
• 发表时间: 2020
• 期刊: Journal of Biomedical Materials Research Part B: Applied Biomaterials
• 作者: Nohara Kohei;Itoh Soichiro;Akizuki Tatsuya;Nakamura Miho;Fukuba Shunsuke;Matsuura Takanori;Okada Munehiro;Izumi Yuichi;Iwata Takanori;Yamashita Kimihiro
• 通讯作者: Yamashita Kimihiro

Inhibition of osteoclast activities by SCPC bioceramic promotes osteoblast-mediated graft resorption and osteogenic differentiation.

SCPC 生物陶瓷抑制破骨细胞活性可促进成骨细胞介导的移植物吸收和成骨分化。

• DOI: 10.1002/jbm.a.37167
• 发表时间: 2021
• 期刊: J Biomed Mater Res
• 作者: El-Ghannam A;Nakamura M;Muguruza LB;Sarwar U;Hassan M;Fotawi RAI;Horowitz R.
• 通讯作者: Horowitz R.

Improvement of surface wettability and cellular interactions by bioceramic eletcrets.

通过生物陶瓷驻极体改善表面润湿性和细胞相互作用。

• 发表时间: 2021
• 作者: Nakajima A;Sonobe M;Akatsu Y;Yamada M;Yamamoto K;Saito J;Norimoto M;Koyama K;Taniguchi S;Takahashi H;Aoki Y;Suguro T;Nakagawa K;Nakamura M
• 通讯作者: Nakamura M

Surface Electric Fields Increase Osteoclast Resorption on Carbonate–Incorporated Apatite.

表面电场增加破骨细胞对碳酸盐的吸收

• 发表时间: 2022
• 作者: Bergara-Muguruza L;Makela; K;Yrjala; T;Salonen J;Yamashita;K;Nakamura
• 通讯作者: Nakamura

Calcium Carbonate/Hydroxyapatite Microparticles and Osteoblast Responses

碳酸钙/羟基磷灰石微粒和成骨细胞反应

• DOI: 10.4028/p-06ymbz
• 发表时间: 2022
• 期刊: Solid State Phenomena
• 作者: Bergara-Muguruza Leire;Abdel Razik Heba E.;Chen Peng;Ashida Maki;Takao Hanawa;Vallitu Pekka;Nakamura Miho
• 通讯作者: Nakamura Miho