Identification of regulators of bone regeneration using multiple modes of CRISPR-Cas9 genetic screens
| Project/Area Number |
20H03872
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 57040:Regenerative dentistry and dental engineering-related
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| Research Institution | Matsumoto Dental University |
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Principal Investigator |
中道 裕子 松本歯科大学, 総合歯科医学研究所, 准教授 (20350829)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岩本 莉奈 松本歯科大学, 総合歯科医学研究所, 助教 (20907216)
宇田川 信之 松本歯科大学, 歯学部, 教授 (70245801)
堀部 寛治 松本歯科大学, 歯学部, 講師 (70733509)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥17,680,000 (Direct Cost: ¥13,600,000、Indirect Cost: ¥4,080,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2020: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
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| Keywords | Wnt / ビタミンD / 骨再生制御因子 / ゲノム編集スクリーニング / Ryk / 活性型ビタミンD |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、骨再生制御因子の同定のために、独自にビタミンD標的遺伝子ゲノム編集ライブラリーを作製する。このビタミンD標的遺伝子ライブラリーまたはゲノムワイド遺伝子ライブラリーと、応募者が開発したWnt応答性細胞死回避/誘導レポーターシステムを用いて、①遺伝子発現オンシステムであるCrispr-Aスクリーニング、②遺伝子発現オフシステムであるCrispr-KOスクリーニングを行う。①と②の統合的解析により骨再生制御因子を同定し、骨再生治療における薬剤標的(druggable) 分子を決定する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
2021年度はビタミンDシグナルの過剰(Hypervitaminosis D)に伴う高カルシウム血症に起因する骨折治癒（骨再生）不全および軟組織の石灰化亢進を見出した。2022年度は、低カルシウム、高リン血症および活性型ビタミンD産生低下を特徴とする慢性腎不全(CKD)モデルマウスを用いて、低カルシウム、高リン血症に伴う軟組織石灰化および骨再生不全のメカニズムを解析した。2021年度の研究成果と2022年度の研究成果により、軟組織の石灰化の進行に関し、活性化ビタミンDと骨芽細胞内のビタミンD受容体(VDR)は真逆の方向に働き、Hypervitaminosis Dにおいては骨再生を抑制する一方、軟組織石灰化を促進し、CKDにおいては骨再生を促進するとともに軟組織石灰化進行を抑制する方向に働くことを明らかにした。2023年度も引き続き、in vivo骨芽細胞が活性型ビタミンＤ応答性に放出する骨再生抑制因子および動脈石灰化促進因子の同定のための実験を行った。その結果、Hypervitaminosis DとCKDの双方において、Wntシグナル伝達破綻の関連が示唆された。そこで、 Wntシグナルの正の調節因子（骨再生促進因子）および負の調節因子を探索した。具体的には、遺伝子発現オンシステムCrispr-A と遺伝子発現オフシステムCrispr-KO により発現上昇または抑制した各遺伝子機能を、代表者が開発したWntシグナル活性依存性細胞死回避レポーターシステムを用いて評価した。Hypervitaminosis DとCKDによる骨形成低下と軟組織石灰化には、Wntシグナル抑制因子Sclerostin、リン利尿ホルモンFGF23と糖転移酵素の関与を示唆するデータを得た。以上、2023年度は、ビタミンDの代謝異常を研究することで、骨再生に関与する３因子を見出すことが出来た。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(4 results)
Research Products
(28 results)
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[Journal Article] Angiotensin II induces aortic rupture and dissection in osteoprotegerin-deficient mice2022
Author(s)
Tsuruda T, Yamashita A, Otsu M, Koide M, Nakamichi Y, Sekita-Hatakeyama Y, Hatakeyama K, Funamoto T, Chosa E, Asada Y, Udagawa N, Kato J, Kitamura K
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Journal Title
Journal of the American Heart Association
Volume: 11
Issue: 8
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] The Vitamin D Receptor in Osteoblast-Lineage Cells Is Essential for the Proresorptive Activity of 1α,25(OH)2D3 In Vivo2020
Author(s)
Tomoki Mori, Kanji Horibe, Masanori Koide, Shunsuke Uehara, Yoko Yamamoto, Shigeaki Kato, Hisataka Yasuda, Naoyuki Takahashi, Nobuyuki Udagawa, Yuko Nakamichi
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Journal Title
Endocrinology .
Volume: 161
Issue: 11
Pages: 1-14
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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