受容体RANKにより制御される破骨細胞分化メカニズムの包括的解明

• Project/Area Number: 17K10999
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Orthopaedic surgery
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 田口 祐 東京大学, 医科学研究所, 助教 (20549472)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2018: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2017: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
• Keywords: 破骨細胞分化 / 骨代謝 / 細胞内シグナル伝達 / 破骨細胞 / シグナル伝達 / 骨代謝学 / 創薬

Outline of Annual Research Achievements

RANKの新規機能領域HCRの生理的機能を明らかにするために、HCRを欠失したRANKを発現する遺伝子改変マウス（HCR欠損マウス）を作出し、解析を行った。組織学的解析とマイクロCT解析の結果、HCR欠損マウスの骨は骨髄腔にまで硬組織が多く存在するなど野生型マウスの骨に比べて著しく骨量が増加していた。また、HCR欠損マウスから破骨前駆細胞を採取して検討したところ、野生型マウス由来細胞に比べて分化能が著しく低下していることがわかり、HCRが生理的条件下で破骨細胞分化に重要な役割を担っていることが示唆された。更に、シグナル伝達経路を解析したところHCRを欠失したRANKを刺激してから1時間以内のシグナル伝達においては野生型と差が見られず、HCRが生理的条件下でどのように分化に関与するかは今後の長時間シグナルの解析が必要であると判断した。また、RANK刺激で破骨細胞分化するRAW細胞をRANK刺激依存的に細胞死を起こすように改変した。そこにCRISPR/Cas9 Libraryを利用した網羅的な遺伝子欠損を起こさせ破骨細胞分化制御に関与する遺伝子の解明を目指した。その結果複数の候補遺伝子を得ているが、そのうち1つの遺伝子の欠損マウスの破骨前駆細胞の分化能を解析したところ、野生型細胞と比較して分化能に差が認められた。現在当該遺伝子欠損マウスの更なる解析を進め本遺伝子の骨代謝における生理的な役割の解明を目指している。

Research Products

• [Int'l Joint Research] Wellcome Sanger Institute(英国)
• [Int'l Joint Research] Wellcome Sanger Institute(United Kingdom)
• [Journal Article] TRAF6 maintains mammary stem cells and promotes pregnancy-induced mammary epithelial cell expansion (2019)
  • Author(s): Yamamoto Mizuki、Abe Chiho、Wakinaga Sakura、Sakane Kota、Yumiketa Yo、Taguchi Yuu、Matsumura Takayuki、Ishikawa Kosuke、Fujimoto Jiro、Semba Kentaro、Miyauchi Maki、Akiyama Taishin、Inoue Jun-ichiro
  • Journal Title: Communications Biology Volume: 2 Issue: 1 Pages: 292-292
  • DOI: 10.1038/s42003-019-0547-7
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Dok-3 and Dok-1/-2 adaptors play distinctive roles in cell fusion and proliferation during osteoclastogenesis and cooperatively protect mice from osteopenia (2018)
  • Author(s): Kajikawa Shuhei、Taguchi Yuu、Hayata Tadayoshi、Ezura Yoichi、Ueta Ryo、Arimura Sumimasa、Inoue Jun-ichiro、Noda Masaki、Yamanashi Yuji
  • Journal Title: Biochem. Biophys. Res. Commun Volume: 498 Issue: 4 Pages: 967-974
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2018.03.090
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A dithiol compound binds to the zinc finger protein TRAF6 and suppresses its ubiquitination. (2017)
  • Author(s): Koga, R., Radwan, M.O., Ejima, T., Kanemaru, Y., Tateishi, H., Ali, T.F.S., Ciftci, H.I., Shibata, Y., Taguchi, Y., Inoue, J., Otsuka, M., and Fujita, M.
  • Journal Title: ChemMedChem Volume: 12 Issue: 23 Pages: 1935-1941
  • DOI: 10.1002/cmdc.201700399
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] 新規破骨細胞分化制御遺伝子スクリーニング系 の構築 (2018)
  • Author(s): 中野 裕希、田口 祐、井上 純一郎
  • Organizer: 第41回 日本分子生物学会年会
• [Presentation] 骨代謝におけるInositol-trisphosphate 3-Kinase B (Itpkb)の役割解明 (2018)
  • Author(s): 鈴木 美香子、田口 祐、井上 純一郎
  • Organizer: 第41回 日本分子生物学会年会
• [Presentation] 受容体 RANKによる破骨細胞分化の時空間的制御メカニズム (2018)
  • Author(s): 田口 祐、平山 榕子、井上 純一郎
  • Organizer: 第41回 日本分子生物学会年会
• [Presentation] 新規スクリーニングシステムによる破骨細胞分化阻害薬の同定 (2017)
  • Author(s): 田口 祐、井上 純一郎
  • Organizer: 第35回 日本骨代謝学会学術集会
• [Presentation] 破骨細胞形成の細胞融合におけるTRAF6依存性分子機構の解明 (2017)
  • Author(s): 弓桁 洋、田口 祐、井上 純一郎
  • Organizer: 第35回 日本骨代謝学会学術集会
• [Presentation] 受容体RANKによる破骨細胞分化の時空間的制御メカニズム (2017)
  • Author(s): 田口 祐、平山 榕子、井上 純一郎
  • Organizer: 新学術領域「数理シグナル」 第1回 若手ワークショップ
• [Presentation] 破骨細胞形成の細胞融合におけるTRAF6依存性分子機構の解明 (2017)
  • Author(s): 弓桁 洋、田口 祐、井上 純一郎
  • Organizer: 新学術領域「数理シグナル」 第1回 若手ワークショップ
• [Remarks] Dr Kosuke Yusa | Group Leader
  • URL: http://www.sanger.ac.uk/people/directory/yusa-kosuke