ゾレドロン酸はヒト口腔粘膜上皮細胞に対してDNA 損傷を介するS 期停止を誘発する

近年、ビスフォスフォネート製剤（BP）は骨粗鬆症や悪性腫瘍に伴う高カルシウム血症、骨転移など多岐にわたる骨疾患の治療に広く使用されており、患者の生活の質（QOL）の向上に大きく寄与しています。しかし、2003年に初めてBPに関連した顎骨壊死（BRONJ）が報告されて以来、その有害事象が注目されています。BPは骨に選択的に沈着し、破骨細胞に対してアポトーシスを誘導することで骨吸収を抑制しますが、BRONJの発症メカニズムは未だ明らかではありません。本研究では、BPが口腔粘膜にも障害を与える可能性があると考え、窒素含有BPのゾレドロン酸（ZOL）が口腔粘膜上皮細胞に与える影響を検討しました。

本研究の結果、ZOLは濃度依存的に口腔粘膜上皮細胞の生存率（cell viability）と増殖（cell proliferation）を低下させることが確認されました。さらに、ZOLの影響で口腔粘膜上皮細胞のアポトーシス誘導は観察されなかったものの、細胞周期がS期で停止することが明らかとなりました。この現象は、cyclinA、cyclinB1、p27KIP1、phospho-Rbの発現の減少または消失と一致していました。また、プロテアソーム阻害剤MG132の添加により、これらのタンパク質の発現が回復することが確認され、ユビキチンプロテアソームシステムの活性化が関与していることが示唆されました。

本研究では、インフォームドコンセントを得た患者の第三大臼歯抜歯時の余剰歯肉から口腔粘膜上皮細胞を単離し、無血清培地中で培養しました。MTT法により細胞生存率を測定し、BrdU法と生細胞数測定法で細胞増殖を検討しました。ZOL（0, 0.1, 0.3, 1, 3, 10μM）を添加し2日間培養後にMTT法とBrdU法で測定し、ZOL（0, 3, 10μM）を添加して6日間培養後に生細胞数を計測しました。さらに、細胞周期とアポトーシス解析をフローサイトメーターで行い、細胞周期関連タンパク質の発現をウェスタンブロット法で検討しました。また、3次元培養による培養口腔粘膜（EVPOME）を作製し、ZOLの影響を組織学的に観察しました。

本研究の結果から、ZOLは口腔粘膜上皮細胞にDNA損傷を引き起こし、ユビキチンプロテアソームシステムが活性化されることで、細胞周期関連タンパク質の分解が起こり、細胞周期がS期に停止することが示されました。この結果、口腔粘膜上皮細胞の増殖が抑制されることが明らかとなり、ZOLが口腔粘膜上皮の増殖能に障害を与えることで、BRONJの発症に関与する可能性が示唆されました。

今後の研究では、BRONJ発症メカニズムのさらなる解明が求められます。具体的には、ZOL以外のビスフォスフォネート製剤や他の薬剤による口腔粘膜への影響を比較検討し、BRONJ発症における相違点を明らかにすることが重要です。また、BRONJの予防や治療法の開発に貢献するために、細胞周期関連タンパク質の分解を抑制する薬剤の探索や、DNA損傷修復機構の強化を図る新しいアプローチが期待されます。さらに、臨床現場での適用可能性を考慮した前臨床試験の実施も重要です。