硬組織の形成と破壊を制御するストア作動性カルシウム流入機構の解明

• Project/Area Number: 21591961
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Orthopaedic surgery
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 高石 官成 Keio University, 医学部, 講師 (60236180)
• Project Period (FY): 2009 – 2011
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2010)
• Budget Amount: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000); Fiscal Year 2010: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2009: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
• Keywords: 破骨細胞 / カルシウムシグナル / 間葉系

Research Abstract

免疫系細胞は造血幹細胞より分化し、骨髄において骨芽細胞や破骨細胞などの硬組織構成細胞と共通の微少環境を形成し、多くのシグナル分子を共有している。破骨細胞分化に必須な共刺激シグナルであるITAM-カルシウム経路に注目し、細胞内カルシウム感知センサーとしてのSOCE(Store-operated Calcium Entry)を詳細に解析することで、造血系細胞のみならず間葉系分化の分子機構についても新しいシグナル伝達経路を提唱できるかどうか検討した。T細胞においてNFATを活性化する因子のスクリーニング系から、SOCEを調節するセンサー分子であるSTIM1/2および細胞膜型チャネルOrail遺伝子クラスターを同定し、C2C12細胞を用いたBMP-2依存性の骨芽細胞分化誘導系、骨髄マクロファージを用いたRANKL依存性の破骨細胞分化誘導系において、STIM1/2・Orail遺伝子の発現を確認した。さらに、RAW264.7からのRANKL依存性の破骨細胞分化が、STIM1/2およびOrailのsiRNAによるノックダウンによって明らかに抑制されることを示した。Orai遺伝子のexon2をpGK-Neoで置換し、3'long armにDTAを挿入したターゲティングベクターを作製し、ES細胞にelectroporationして得られた相同組換え体をblastcyst注入し、独立したキメラマウスを2系統得た。ヘテロマウスの交配によって作出されたホモマウスは新生仔致死性であった。STIM1/STIM2については両遺伝子のdouble floxマウスをCathepsin K CreまたはSox9 Creと交配し、破骨細胞または骨軟骨前駆細胞における表現型の解析をおこなっている。

Research Products

• [Journal Article] Receptor activator of NF-kappaB(RANK)ligand induces ectodomain shedding of RANK in murine RAW264.7 macrophages (2010)
  • Author(s): Hakozaki A, Yoda M, Tohmonda T, Furukawa M, Hikata T, Uchikawa S, Takaishi H, Matsumoto M, Chiba K, Horiuchi K, Toyama Y
  • Journal Title: J Immunol. 184 Pages: 2442-2448
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] GRIP1 enhances estrogen receptor alpha-dependent extracellular matrix gene expression in chondrogenic cells (2010)
  • Author(s): Kato M, Takaishi H, Yoda M, Tohmonda T, Takito J, Fujita N, Hosogane N, Horiuchi K, Kimura T, Okada Y, Saito T, Kawaguchi H, Kikuchi T, Matsumoto M, Toyama Y, Chiba K
  • Journal Title: Osteoarthritis Cartilage. (印刷中)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Inhibition of STAT1 accelerates bone fracture healing (2010)
  • Author(s): Tajima K, Takaishi H, Takito J, Tohmonda T, Yoda M, Ota N, Kosaki N, Matsumoto M, Ikegami H, Nakamura T, Kimura T, Okada Y, Horiuchi K, Chiba K, Toyama Y
  • Journal Title: J Orthop Res. (印刷中)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Accelerated cartilage resorption by chondroclasts during bone fracture healing in osteoprotegerin-deficient mice (2010)
  • Author(s): Ota N, Takaishi H, Kosaki N, Takito J, Yoda M, Tohmonda T, Kimura T, Okada Y, Yasuda H, Kawaguchi H, Matsumoto M, Chiba K, Ikegami H, Toyama Y
  • Journal Title: Endocrinology 150 Pages: 4823-4823
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] IL-27 abrogates receptor activator of NF-kappa B ligand-mediated osteoclastogenesis of human granulocyte-macrophage colony-forming unit cells through STAT1-dependent inhibition of c-Fos (2009)
  • Author(s): Ota N, Takaishi H, Kosaki N, Takito J, Yoda M, Tohmonda T, Kimura T, Okada Y, Yasuda H, Kawaguchi H, Matsumoto M, Furukawa M, Takaishi H, Takito J, Yoda M, Sakai S, Hikata T, Hakozaki A, Uchikawa S, Matsumoto M, Chiba K, Kimura T, Okada Y, Matsuo K, Yoshida H, Toyama YK, Ikegami H, Toyama Y
  • Journal Title: Endocrinology 183 Pages: 2397-2406
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] MMP-13 plays a role in keratinocyte migration, angiogenesis, and contraction in mouse skin wound healing (2009)
  • Author(s): Hattori N, Mochizuki S, Kishi K, Nakajima T, Takaishi H, D'Armiento J, Okada Y
  • Journal Title: Am J Pathol. 175 Pages: 583-546
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Fra-1/AP-1 impairs inflammatory responses and chondrogenesis in fracture healing (2009)
  • Author(s): Yamaguchi T, Takada Y, Maruyama K, Shimoda K, Arai Y, Nango N, Kosaki N, Takaishi H, Toyama Y, Matsuo K
  • Journal Title: J Bone Miner Res. 24 Pages: 2056-2065
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Ectodomain shedding of FLT3 ligand is mediated by TNF-alpha converting enzyme (2009)
  • Author(s): Horiuchi K, Morioka H, Takaishi H, Akiyama H, Blobel CP, Toyama Y.
  • Journal Title: J Immunol. 182 Pages: 7408-7418
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 1-Alpha, 25-dihydroxy vitamin D3 inhibits osteoclastogenesis through IFN-beta- dependent NFATc1 suppression (2009)
  • Author(s): Shiraishi A, Saito K, Tanaka A, Taniguchi T, Suda T, Miyamoto T, Toyama Y.
  • Journal Title: J Bone Miner Metab. 27 Pages: 643-652
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Conditional inactivation of TACE by a Sox9 promoter leads to osteoporosis and increased granulopoiesis via dysregulation of IL-17 and G-CSF (2009)
  • Author(s): Horiuchi K, Kimura T, Miyamoto T, Miyamoto K, Akiyama H, Takaishi H, Morioka H, Nakamura T, Okada Y, Blobel CP, Toyama Y
  • Journal Title: J Immunol. 182 Pages: 2093-2101
  • Peer Reviewed