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The molecular mechanism underlying the regulation of bone formation by post-translational modifications

Research Project

Project/Area Number 21K10151
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 57060:Surgical dentistry-related
Research InstitutionOsaka Dental University

Principal Investigator

Nozaki Tadashige  大阪歯科大学, 歯学部, 教授 (90281683)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 中塚 隆介  大阪歯科大学, 歯学部, 講師 (90454561)
佐々木 由香  大阪歯科大学, 歯学部, 講師 (50823332)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Keywords翻訳後修飾 / PARP1 / PARG / ポリ(ADP-リボース) / PARP阻害薬 / PARG阻害薬 / ポリADP-リボース / PARP阻害剤
Outline of Research at the Start

骨組織でない部位に骨形成を誘導する異所性骨化は、乳児期から学童期にかけて起きることが多い病態で、有効な予防法は確立されていない。フレア・アップを繰り返しながら進行し、開口障害を含む全身の運動機能低下を引き起こすことから、これら骨化の機序を探求することには、社会的なニーズがある。これまでの研究を包括的に発展させ,骨化における翻訳後修飾系を介した細胞情報伝達の機序を調べる。翻訳後修飾系を制御する働きをもつ、他の疾患で臨床承認された薬剤を転用し、その有効性を検討して、この病態を改善するための基礎的研究を行う。

Outline of Final Research Achievements

Poly ADP-ribosylation (PARylation) is a post-translational modification whereby poly(ADP-ribose) chains are added to target proteins, conferring various biological functions. This study aimed to clarify PARylation-mediated mechanisms regulating bone formation. We evaluated the effects of a PARP inhibitor (a clinically approved anticancer agent) and poly(ADP-ribose)-degrading enzyme (PARG) inhibitor on osteoblast differentiation. The PARP inhibitor suppressed osteoblast differentiation, whereas the PARG inhibitor promoted differentiation in pre-osteoblastic MC3T3-E1 cells, suggesting that maintenance of cellular PARylation is important for osteoblast-mediated bone formation.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

異所性骨化などの骨関連疾患は、患者のQOLを著しく低下させることが問題の一つであるが、有効な治療法が確立されておらず、新規治療薬の開発が望まれている。そのため、骨形成の機序を探求することには、社会的なニーズがある。本研究は、翻訳後修飾系の一つであるポリADP-リボシル化が骨形成に関わる骨芽細胞分化の制御に寄与することを明らかにした。ポリADP-リボシル化と骨形成制御機構をさらに詳細に解明することで、翻訳後修飾系を標的とした新規の骨関連疾患治療薬の開発につながることが期待される。

Report

(3 results)
  • 2023 Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (3 results)

All 2022

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (2 results)

  • [Journal Article] Inhibition of Poly (ADP-Ribose) Glycohydrolase Accelerates Osteoblast Differentiation in Preosteoblastic MC3T3-E1 Cells2022

    • Author(s)
      Sasaki Yuka、Nakatsuka Ryusuke、Inouchi Takuma、Masutani Mitsuko、Nozaki Tadashige
    • Journal Title

      International Journal of Molecular Sciences

      Volume: 23 Issue: 9 Pages: 5041-5041

    • DOI

      10.3390/ijms23095041

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] MC3T3-E1細胞におけるPARG阻害剤PDD00017273およ びPARP阻害剤olaparibが骨芽細胞分化へ及ぼす影響2022

    • Author(s)
      佐々木由香、中塚隆介、井内拓磨、益谷美都子、野﨑中成
    • Organizer
      第39回分子病理学研究会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] PARP阻害薬olaparibは骨芽細胞の分化を抑制する2022

    • Author(s)
      佐々木由香、中塚隆介、野﨑中成、益谷美都子
    • Organizer
      第95回日本薬理学会年会
    • Related Report
      2021 Research-status Report

URL: 

Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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