FGF23の中和は慢性腎臓病マウスの骨質とチタンインプラントのオッセオインテグレーションを改善する

FGF23 neutralization improves bone quality and osseointegration of titanium implants in chronic kidney disease mice.

抄録

慢性腎臓病（CKD）は、世界的な健康問題である。リン酸化ホルモンであるFGF23の血清レベルはCKDの初期段階で上昇し、CKD患者の死亡率および罹患率と独立して関連することが分かっている。本研究の目的は、FGF23の中和がチタンインプラントの骨質およびオッセオインテグレーションを改善することができるかどうかを評価することであった。成熟雌マウスに5/6腎摘出術により尿毒症を誘発した。術後，マウスにビヒクルまたはFGF23中和抗体（5mg/kg 体重）を週3回投与した．実験用チタンインプラントを大腿骨遠位端に挿入した。FGF23中和は、ビヒクル投与CKDマウスに比べ、血清リン酸、1,25(OH)2D、BUNを有意に増加させ、血清PTH、FGF23を減少させた。脛骨の組織形態学的解析から、FGF23中和は、車両投与したCKDマウスで観察されたオステオイドーシスを正常化することが示された。抗FGF23抗体投与により骨-インプラント接触率は変化しなかったが、バイオメカニカルプッシュインテストで示されるオッセオインテグレーションの強さは、FGF23中和により有意に改善された。FGF23の中和は、CKDマウスの骨質およびチタンインプラントのオッセオインテグレーションを効果的に改善することが明らかになり、FGF23がCKD関連骨疾患のキーファクターであることが示唆されました。

Chronic kidney disease (CKD) is a worldwide health problem. Serum levels of FGF23, a phosphaturic hormone, increase at the earliest stages of CKD, and have been found to be independently associated with the mortality and morbidity of CKD patients. The purpose of this study was to evaluate whether FGF23 neutralization was able to improve bone quality and osseointegration of titanium implants. Uremia was induced by 5/6 nephrectomy in adult female mice. Postsurgery, the mice were injected with vehicle or FGF23 neutralizing antibody (5 mg/kg body weight) 3 times a week. Experimental titanium implants were inserted in the distal end of the femurs. FGF23 neutralization significantly increased serum phosphate, 1,25(OH)2D and BUN, and decreased serum PTH and FGF23, relative to vehicle-treated CKD mice. Histomorphometric analysis of the tibiae indicated that FGF23 neutralization normalized the osteoidosis observed in vehicle-treated CKD mice. Although bone-implant contact ratio remained unchanged by anti-FGF23 antibody treatment, the strength of osseointegration, as evidenced by a biomechanical push-in test, was significantly improved by FGF23 neutralization. Our findings revealed that FGF23 neutralization effectively improves bone quality and osseointegration of titanium implants in CKD mice, suggesting FGF23 as a key factor of CKD related bone diseases.