WNTアンタゴニストSFRP5によるWNT非依存的な骨代謝調節機構の解明
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21K09216
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 56020:Orthopedics-related
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| Research Institution | Okayama University of Science |
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Principal Investigator |
村上 康平 岡山理科大学, 獣医学部, 助教 (60791837)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | WNTシグナル / 骨芽細胞 / SFRP5 / 骨形成 / 骨代謝 / Sfrp5 / Wntシグナル |
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| Outline of Research at the Start |
WNTシグナルは骨形成を促進するシグナルであり、多くのWNTアンタゴニストは骨形成を抑制する。そのため、骨粗鬆症の治療標的として、WNTアンタゴニストに関する研究が世界各国で進められている。Secreted frizzled-related protein 5（Sfrp5）は、脂肪細胞のみが分泌するWNTアンタゴニストである。申請者はSfrp5欠損マウスの骨を解析し、Sfrp5が破骨細胞形成を抑制し、骨芽細胞の分化を促進することを発見した。本申請課題では、Sfrp5の骨代謝調節メカニズムを明らかにし、WNTアンタゴニストSfrpファミリーの新たな一面を解き明かす。
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| Outline of Annual Research Achievements |
多くのWNTリガンドは骨形成を促進する。そのため、既知のWNTアンタゴニストは骨形成を抑制し、骨量を減少させる。Secreted frizzled-related protein 5（Sfrp5）は、脂肪細胞が分泌するWNTアンタゴニストである。申請者はSfrp5欠損マウスの骨を解析し、Sfrp5が破骨細胞の形成を抑制し、骨芽細胞の分化を促進することで、骨量を増加させることを発見した。本申請課題では、Sfrp5の骨代謝調節メカニズムを明らかにし、WNTアンタゴニストSfrp5の新たな一面を解き明かす。
研究計画に則って、Sfrp5の作用を生体で確かめる実験を行った。Sfrp5または蛍光レポーター（ZsGreen）を過剰発現するアデノ随伴ウイルスを作製した。これを8週齢のマウスに静脈内投与したところ、骨芽細胞、骨細胞、破骨細胞での蛍光レポーターの発現が確認された。処置後4週目において、Sfrp5の過剰発現によって破骨細胞の形成は抑制された。しかしながら、骨量の増加が観察されなかった。
また、Sfrp5が骨芽細胞の分化を促進する機序を解明するための実験を行った。共免疫沈降・質量分析により、Sfrp5と相互作用する候補分子を複数みつけた。これらに対するshRNAを発現する組換えアデノウイルスを作製した。組換えアデノウイルスを骨芽細胞に感染させ、骨芽細胞の分化を抑制する因子を複数みつけた。つまり、Sfrp5は骨芽細胞の分化を抑制する因子を拮抗することで、骨芽細胞の分化を抑制する可能性が考えられた。
骨芽細胞の微量転写開始点解析技術（CAGE）により、Sfrp5が活性化する転写因子の候補を同定した。これらの転写因子を発現させる組換えアデノウイルスを作製し、骨芽細胞に発現させたところ、骨芽細胞の分化を促進する転写因子Xを同定した。今後、Sfrp5が転写因子Xを活性化させる機序を解明する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
予定していた実験はすべて順調に終了し、結果が得られたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
成熟マウスにSfrp5を過剰発現させる実験では、処置後4週の時点において、予想に反して骨量の増加が確認できなかった。これはSfrp5が破骨細胞を抑制する作用が強く働き、骨吸収と骨形成の共役機構によって、骨芽細胞の機能も抑制されたためと考えている。採材までの期間や投与するアデノ随伴ウイルスの力価を調節する必要があると考えている。また、Sfrp5は元々骨には発現しない分泌タンパク質であるため、アデノ随伴ウイルスの血清型を変更するなどし、他臓器に発現させて、血行性に作用させることも予定している。
骨芽細胞の分化促進機序について、Sfrp5を過剰発現する組換えアデノウイルスを使用して、Sfrp5の骨芽細胞分化促進作用に寄与する一連のシグナルを明らかにする。
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Report
(2 results)
Research Products
(7 results)
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[Journal Article] Augmentation of STING‐induced type I interferon production in COPA syndrome2021
Author(s)
Kato Takashi、Yamamoto Masaki、Honda Yoshitaka、Orimo Takashi、Sasaki Izumi、Murakami Kohei、Hemmi Hiroaki、Fukuda‐Ohta Yuri、Isono Kyoichi、Takayama Saki、Nakamura Hidenori、Otsuki Yoshiro、Miyamoto Toshiaki、Takita Junko、Yasumi Takahiro、Nishikomori Ryuta、Matsubayashi Tadashi、Izawa Kazushi、Kaisho Tsuneyasu
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Journal Title
Arthritis & Rheumatology
Volume: in press
Issue: 11
Pages: 2105-2115
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] Activation of type I Interferon signaling and T cell abnormalities in the mouse model of COPA syndrome2022
Author(s)
Takashi Kato, Ryota Yamasaki, Naoko Wakaki-Nishiyama, Izumi Sasaki, Shiori Kaji, Kohei Murakami, Hiroaki Hemmi, Yoshitaka Honda, Kazushi Izawa, Yoshiro Otsuki, Tadashi Matsubayashi, Ryuta Nishikomori, Tsuneyasu Kaisho
Organizer
第29回日本免疫毒性学会学術集会
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