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Mechanism of action for proteinase as drug target in bone diseases

Research Project

Project/Area Number 19592152
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Functional basic dentistry
Research InstitutionNagasaki University

Principal Investigator

OKAMOTO Kuniaki  Nagasaki University, 大学院・医歯薬学総合研究科, 准教授 (10311846)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) NISHISHITA Kazuhisa  長崎大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 助教 (20237697)
SAKAI Eiko  長崎大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 助教 (10176612)
HU Jingping  長崎大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 外国人客員研究員 (30420631)
Project Period (FY) 2007 – 2008
Project Status Completed (Fiscal Year 2008)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2008: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2007: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Keywords破骨細胞 / 骨粗霧症 / プロテアーゼ / aspartic proteinase / cathepsin E / degradation / osteoclast / RANK / RANKL
Research Abstract

アスパラギン酸プロテアーゼ(カテプシンE)の欠損マウスを用いて、破骨細胞形成および活性化におけるカテプシンEの役割を調べ、創薬にむけた骨疾患の治療薬開発の基礎的な実験を行った。マウス大腿骨より採取した骨髄細胞より破骨細胞を作製したところ、カテプシンE欠損型マウスで有意な破骨細胞数の減少が認められた。そこで、破骨細胞形成および活性化に必要な因子についてメッセージレベルでの解析を行ったが、両者で明らかな差は認められなかった。また、細胞内情報伝達においても明らかな差は認められなかった。次にタンパク質レベルでの違いを調べたところ、破骨細胞の分化・活性化の指標であるカテプシンKは経時的に増加が認められたが、カテプシンE欠損マウスでは野生型と比べてその発現量の減少が認められた。これは、カテプシンE欠損マウスの破骨細胞数の減少によるものと考えられた。主に破骨細胞増殖に関与しているといわれるc-fmsの発現を調べたところ、カテプシンE欠損マウスに発現の減少が認められた。そこで、細胞増殖能を調べたところ、カテプシンE欠損マウスで細胞増殖率の減少が認められた。つまり、破骨細胞前駆細胞の増殖を抑制していることが破骨細胞の分化・活性化を抑制している原因の1つであることが示唆された。リアルタイムPCRの結果では、c-fmsのメッセージレベルでの発現には有意な差は認められなかったので、細胞膜への輸送あるいはタンパク質としての機能面での障害の可能性が考えられる。また、両破骨細胞のコラーゲン分解能をDQ-コラーゲンを用いて調べたところ、明らかに欠損型において分解能の低下が認められた。このことより、破骨細胞のコラーゲン分解能におけるカテプシンEの関与が示唆された。

Report

(3 results)
  • 2008 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2007 Annual Research Report
  • Research Products

    (20 results)

All 2008 2007

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (14 results)

  • [Journal Article] Berberine inhibits RANKL-induced osteoclast formation and survival through suppression of nuclear factor kB and Akt pathways2008

    • Author(s)
      Hu J-P., Nishishita K., Sakai E., Yoshida H., Kato Y., Tsukuba T. and Okamoto K
    • Journal Title

      Eur. J. Pharmacol. 580

      Pages: 70-79

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  • [Journal Article] Association of cathepsin E deficiency with the increased territorial aggressive response of mice2008

    • Author(s)
      Shigematsu N. , Fukuda T. , Yamamoto T. , Nishioku T., Yamaguchi T., Himeno M., Nakayama K-I., Tsukuba T., Kadowaki T., Okamoto K., Higuchi S. and Yamamoto K
    • Journal Title

      J. Neurochem. 105

      Pages: 1394-1404

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Association of cathepsin E deficiency with the increased territorial aggressive response of mice2008

    • Author(s)
      Shigematsu N., et. al.
    • Journal Title

      J. Neurochem 105

      Pages: 1394-1404

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  • [Journal Article] Berberine inhibits RANKL-induced osteoclast formation and survival through suppression of nuclear factor kB and Akt pathways2008

    • Author(s)
      Hu J.P., et. al.
    • Journal Title

      Eur.J.Pharmacol. 580

      Pages: 70-79

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      2007 Annual Research Report
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  • [Journal Article] Cathepsin E Prevents Tumor Growth and Metastasis by Catalyzing the Proteolytic Release of Soluble TRAIL from Tumor Cell Surface2007

    • Author(s)
      Kawakubo T., Okamoto K., Iwata J., Shin M., Okamoto Y., Yasukochi A., Nakayama K-I., Kadowaki T., Tsukuba T. and Yamamoto K
    • Journal Title

      Cancer Res. 67 67

      Pages: 10869-10878

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  • [Journal Article] Cathepsin E deficiency induces a novel form of lysosomal storage disorder showing the accumulation of lysosomal membrane sialo glycoproteins and the elevation of lysosomal pH in macrophages2007

    • Author(s)
      Yanagawa M., et. al.
    • Journal Title

      J.Biol.Chem. 282

      Pages: 1851-1862

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  • [Presentation] カテプシンE遺伝子発現に関与する転写因子Sp12008

    • Author(s)
      岡 元 邦 彰
    • Organizer
      第50回 歯科基礎医学会
    • Place of Presentation
      東 京
    • Year and Date
      2008-09-25
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      門 脇 知 子
    • Organizer
      第50回 歯科基礎医学会
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      東 京
    • Year and Date
      2008-09-25
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      坂井詠子, 嶋田めぐみ, 西下一久, 岡元邦彰, 筑波隆幸, 中山浩次
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      第50回歯科基礎医学会学術大会
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      東京
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  • [Presentation] カテプシンE欠損による遊走能および細胞接着能の低下2008

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      筑波隆幸, 柳川三千代, 置五壁, 門脇知子, 山本健二
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      第50回歯科基礎医学会学術大会
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      東京
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  • [Presentation] カテプシンE欠損マウスにおける高脂血症および脂肪肝の誘導2008

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      門脇知子, 岡元邦彰, 山本健二, 筑波隆幸
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      東京
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  • [Presentation] カテプシンE遺伝子発現に関与する転写因子Sp12008

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      岡元邦彰, 川久保友世, 山本健二, 筑波隆幸
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      東京
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  • [Presentation] カテプシンE遺伝子発現に関する転写因子Sp12008

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      岡本美子, 岡元邦彰, 山本健二, 荒牧弘範
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      神戸
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  • [Presentation] カテプシンE欠損はマクロファージの膜蛋白質輸送異常とミトコンドリア機能異常を起こす2008

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      筑波隆幸, 柳川三千代, 岡元邦彰, 岡本美子, 門脇知子, 山本健二
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      第31回日本分子生物学会/第81回日本生化学会合同大会
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      神戸
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  • [Presentation] 成熟破骨細胞の延命と脂質ラフト形成におけるリセドロネートおよびD-PDMPの作用2007

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      坂詠子, 福本敏, 胡鍵, 西下二久, 佛坂斉祉, 匝元邦童乏, 筑波隆幸
    • Organizer
      第49回歯科基礎医学会学術大会
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      札幌
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  • [Presentation] ベルベリンによる破骨細胞生存の抑制機構の解明2007

    • Author(s)
      胡塑, 西下一久, 坂詠子, 匝元豊, 筑波隆幸
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      第49回歯科基礎医学会学術大会
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      札幌
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  • [Presentation] カテプシンE欠損によるミトコンドリア機能異常と酸化ストレス充進2007

    • Author(s)
      筑波隆幸, 柳川三千代, 岡元邦彰, 門脇知子, 山本健二
    • Organizer
      第49回歯科基礎医学会学術大会
    • Place of Presentation
      札幌
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  • [Presentation] 赤血球におけるカテプシンEの役割2007

    • Author(s)
      岡元邦彰, 石田豊, 坂井詠子, 西下一久, 山本健二, 筑波隆幸
    • Organizer
      第49回歯科基礎医学会学術大会
    • Place of Presentation
      札幌
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      2008 Final Research Report 2007 Annual Research Report
  • [Presentation] ASSOCIATION OF CATHEPSIN E WITH HOST DEFFENCE AGAINST TUMOR CELLS2007

    • Author(s)
      Tomoyo Kawakubo, Atsushi Yasukochi, Kuniaki Okamoto, Yoshiko Okamoto, Tomoko Kadowaki, Takayuki Tsukuba, Kenji, Yamamoto
    • Organizer
      5^<TH> General Meeting of the International Proteolysis Society
    • Place of Presentation
      Greece
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      2008 Final Research Report
  • [Presentation] CONTROL OF THE ENDOSOME/LYSOSOME SYSTEM OF MACROPHAGES BY CATHEPSIN E2007

    • Author(s)
      Takayuki Tsukuba, Kuniaki Okamoto, Tomoko Kadowaki, Kenji Yamamoto
    • Organizer
      5^<TH> General Meeting of the International Proteolysis Society
    • Place of Presentation
      Greece
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      2008 Final Research Report

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Published: 2007-04-01   Modified: 2016-04-21  

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