エネルギー代謝調節因子ＳＩＫ２／３がおよぼす炎症・免疫応答系の制御機構の解明

• Project/Area Number: 18J40240
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: General medical chemistry
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 堀家 なな緒 京都大学, iPS細胞研究所, 特別研究員(RPD)
• Project Period (FY): 2018-04-25 – 2021-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2020)
• Budget Amount: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000); Fiscal Year 2020: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2019: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2018: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
• Keywords: 炎症 / 免疫 / 生理活性物質 / 血漿プロテオーム解析 / エネルギー代謝 / 軟骨 / 骨 / サイトカイン / 軟骨内骨化 / SIK3 / SCIDマウス / 質量分析

Outline of Annual Research Achievements

骨や軟骨は、身体を支えたり、カルシウムを貯蔵するだけでなく、他臓器の間をつなぐ骨、軟骨生理活性物質（以下新規生理活性物質）を同定することは、エネルギー代謝・糖代謝の恒常性維持に関わる新たな機能解明につながり、人類の健康に関わる大きな発見となる。本研究では、ヒトiPS細胞由来軟骨組織を移植したマウスに様々な刺激をかけスクリーニングすることから、エネルギー代謝に重要な因子を軟骨・骨組織から同定する。
SCIDマウスにヒトiPS細胞由来軟骨組織を移植し、レントゲンによる骨分化をモニタリングした。移植後3か月で十分に骨に分化しており、移植後9ヶ月の移植組織のHNA染色の結果、組織はヒト由来であることを確認した。しかしながら、移植マウスの血液の軟骨マーカーである既存のヒトⅡ型コラーゲン、ヒトコンドロカルシン、骨マーカーであるヒトオステオカルシンをマウスに交差性のない抗体を用いてELIZAで検討したが、移植マウスで、これらのマーカーの血中への分泌は確認できなかった。骨組織からこれらの分泌を促進するには、何らかの刺激や体内環境の変動が必要なため、この実験では、うまく検出できなかったと考察する。引き続き、移植マウスに高脂肪食を負荷、インスリン、PTHrP製剤刺激を行い、血液サンプルを採取している。負荷刺激マウスと対照マウスの血漿をLC-MS/MS 型質量分析装置にかけ、ヒトアミノ酸配列のデータベース上の遺伝子と一致するタンパク質を探索することで、新規分泌因子Xの同定を行う。エネルギー代謝に関連する軟骨・骨組織由来の特別な分泌タンパク質が同定できる可能性が高いと考える。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Changes in acetyl-CoA mediate Sik3-induced maturation of chondrocytes in endochondral bone formation (2019)
  • Author(s): Azuma Kosai, Nanao Horike, Yoshiaki Takei, Akihiro Yamashita, Kaori Fujita, Takashi Kamatani, Noriyuki Tsumaki
  • Journal Title: Biochemical and Biophysical Research Communications Volume: 516 Issue: 4 Pages: 1097-1102
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2019.06.139
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] 塩誘導性キナーゼ 3(SIK3)は関節軟骨表層へのせん断力負荷により不活性化され、ルブリ シン発現を促進する (2020)
  • Author(s): 武井義明、小林与人、堀家なな緒、森岡美帆、高才東、釜谷崇志、山下晃弘、竹森 洋、妻木範行
  • Organizer: 第 33 回日本軟骨代謝学会