Regulation of Mineral metabolism by circadian Clock System

• Project/Area Number: 17K10071
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Pediatrics
• Research Institution: Osama Woman's and Children's Hospital
• Principal Investigator: Kinoshita Saori 地方独立行政法人大阪府立病院機構大阪母子医療センター(研究所), 骨発育疾患研究部門(旧環境影響部門), 研究技術員Ⅱ (40746418)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2021-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2020)
• Budget Amount: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2019: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2018: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2017: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
• Keywords: 生物時計 / Bmal1 / FGF23 / リン / ビタミンD / 骨細胞 / BMAL1 / VDR / 時計遺伝子 / リン代謝 / 時間栄養学

Outline of Final Research Achievements

The role for circadian clock system in the regulation of phosphate metabolism was analyzed using mice lacking Bmal1 gene in osteocytes (KO mouse). Body weight and tail length were not different between control and KO mice. FGF23 levels in the serum was decreased in KO mice in a time-dependent manner, which resulted in higher phosphate levels in the serum and decreased urinary excretion of phosphate. These findings indicate the important role for skeletal circadian clock system in the regulation of phosphate metabolism.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

近年、生物時計の破綻が健康に悪影響を及ぼすことが明らかとなってきている。肥満、がんなどとの関連は明らかになってきているが、最近では骨粗鬆症と体内リズム破綻の関連も明らかになってきている。本研究は、骨代謝の重要な一部であるリン代謝に注目し、
生物時計とリン代謝の関連を証明した研究である。本研究成果は、生物時計の破綻による骨ミネラル代謝異常の機序解明に寄与する研究と考えられる。

Research Products

• [Journal Article] Lack of PTEN in osteocytes increases circulating phosphate concentrations by decreasing intact fibroblast growth factor 23 levels (2020)
  • Author(s): Masanobu Kawai, Saori Kinoshita, Keiichi Ozono, Toshimi Michigami
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 10(1) Issue: 1 Pages: 21501-21501
  • DOI: 10.1038/s41598-020-78692-6
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Intestinal clock system regulates skeletal homeostasis. (2018)
  • Author(s): Kawai M, Kinoshita S, Yamazaki M, Yamamoto K, Rosen CJ, Shimba S, Ozono K, Michigami T.
  • Journal Title: JCI Insight Volume: ７ Issue: 5
  • DOI: 10.1172/jci.insight.121798
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] 骨細胞特異的PPTEN欠損マウスでは血清FGF23濃度が低下し、血清リン濃度が増加する (2020)
  • Author(s): 川井正信、木下さおり、大薗恵一、道上敏美
  • Organizer: 第38日本骨代謝学会
• [Presentation] 腸管生物時計はVDR依存性カルシウム吸収を制御し、その破綻は骨量減少を引き起こす (2017)
  • Author(s): 2.川井正信、木下さおり、山崎美和、山本景子、大薗恵一、道上敏美
  • Organizer: 第51回日本小児内分泌学会学術集会