Functional analysis of neuro-vascular system in bone metabolism

• Project/Area Number: 16K10893
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Orthopaedic surgery
• Research Institution: Tokyo Seiei College
• Principal Investigator: Fukuda Toru 東京聖栄大学, 公私立大学の部局等, 教授 (20301492)
• Research Collaborator: Takeda Shu ; Sato Shingo ; Ochi Hiroki
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2018)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2018: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2017: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2016: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
• Keywords: 骨代謝 / 生理学 / シグナル伝達

Outline of Final Research Achievements

Sema3A has been shown not only to function as a axon guidance molecule but also to affect bone metabolism via sensory nerve innervation into bone. To investigate the function of Sema3A in more detail, glia-specific Sema3AKO mice and neuron-specific Nrp1 KO mice, a receptor for Sema3A, were generated, Analysis of bone tissue from each tissue-specific KO mouse revealed a decrease in bone mass in both tissue-specific KO lines. Inaddition, bone histomorphometry revealed a decrease in the number of osteoclasts in glia-specific KO mice. These results suggest that Sema3A derived from glial cells may also affect bone metabolism and Sema3A may regulate bone metabolism through Nrp1-mediated signals.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

骨代謝を調節する因子として、数々のホルモンやサイトカイン、転写因子等の知見が蓄積され、骨関連疾患の治療薬や治療法の確立に寄与している。しかしながら、骨組織における血管-神経ネットワークの詳細な解析や、骨代謝に対する影響に関する研究はほとんど行われていない。本申請課題ではこれまで注目されていなかった血管-神経ネットワークという新たな視点から骨代謝調節を解明することを目的としている。また、本研究で得られた成果は、複雑な骨代謝調節機構の解明に寄与するだけでなく、骨関連疾患の治療薬や治療法の開発に大きく貢献することが期待される。