骨免疫系血球細胞における網羅的機能遺伝子スクリーニング
| Project/Area Number |
21K18254
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 49:Pathology, infection/immunology, and related fields
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
高柳 広 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 教授 (20334229)
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| Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥26,000,000 (Direct Cost: ¥20,000,000、Indirect Cost: ¥6,000,000)
Fiscal Year 2023: ¥7,800,000 (Direct Cost: ¥6,000,000、Indirect Cost: ¥1,800,000)
Fiscal Year 2022: ¥9,100,000 (Direct Cost: ¥7,000,000、Indirect Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2021: ¥9,100,000 (Direct Cost: ¥7,000,000、Indirect Cost: ¥2,100,000)
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| Keywords | CRISPR/Cas9 / スクリーニング / 骨免疫学 / 骨免疫 / 造血幹細胞 |
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| Outline of Research at the Start |
血球細胞の分化や機能を制御する遺伝子の同定は、疾患治療法の開発に極めて重要であるが、その包括的な理解には至っていない。本研究では、CRISPR/Cas9法による遺伝子スクリーニングを生体内にて実施することで、骨免疫に関与する全血球細胞の分化および機能に必要な遺伝子の網羅的同定を目的とする。また、病理的条件下において特異的に誘導される免疫細胞について、それらの分化を制御する遺伝子の同定を目指す。本研究は、骨免疫学の総合的理解を急速に前進させる挑戦的研究であり、その成果は創薬シーズを発掘し、骨免疫関連疾患の画期的治療法の開発へと還元され、現代医学の発展に大いに貢献できる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
破骨細胞の単一細胞遺伝子発現解析より、破骨細胞の分化段階ごとに発現が上昇する転写因子群を同定した。CRISPR/Cas9法を用いたスクリーニングを実施し、破骨細胞分化に必要と示唆される候補転写因子Aに着目した。転写因子Aを欠損する胎仔肝細胞から破骨細胞分化を誘導した結果、破骨細胞分化は前駆細胞の段階で停止した。転写因子Aの条件付き欠損マウスは二次海綿骨にて破骨細胞数の低下および骨量の増加を呈した。転写因子A が制御する遺伝子を同定するために、Tag配列を挿入した転写因子Aを細胞株に発現させ、ウエスタンブロットを行なった。その結果、予測された分子量よりも高分子量側に転写因子Aのバンドが検出された。新規転写因子Aによる破骨細胞分化制御機構の解明に向けたさらなる研究が必要である。
CRISPR/Cas9 スクリーニング系を非コードゲノム領域に適応し、滑膜線維芽細胞(SF)にてRANKLの発現を制御するE3エンハンサーを同定した。E3には転写因子ETS1が結合し、SF特異的ETS1欠損マウスでは、関節炎によって誘導される骨破壊の抑制とSFにおけるRANKLの低下を認めた。炎症下におけるSFのRANKL発現は、ETS1がE3領域に結合することで誘導されることを示した(Yan et al., Nature Immunology 2022)。また、RANKL イントロン領域に位置するエンハンサーは骨細胞のRANKL発現誘導に必要であり、生理的骨代謝制御に必要であることを報告した(Yan et al., Bone Res. 2023)。さらに、歯周炎骨破壊において、E2エンハンサー領域が歯周組織の間葉系細胞のRANKL発現を制御することを示したAndo et al. Int J Oral Sci 2024）。
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Report
(4 results)
Research Products
(124 results)
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[Journal Article] The neutrophil?osteogenic cell axis promotes bone destruction in periodontitis2024
Author(s)
Ando Yutaro、Tsukasaki Masayuki、Huynh Nam Cong-Nhat、Zang Shizao、Yan Minglu、Muro Ryunosuke、Nakamura Kazutaka、Komagamine Masatsugu、Komatsu Noriko、Okamoto Kazuo、Nakano Kenta、Okamura Tadashi、Yamaguchi Akira、Ishihara Kazuyuki、Takayanagi Hiroshi
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Journal Title
International Journal of Oral Science
Volume: 16
Issue: 1
Pages: 1-9
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Extracellular aaRSs drive autoimmune and inflammatory responses in rheumatoid arthritis via the release of cytokines and PAD42023
Author(s)
Kimura A, Takagi T, Thamamongood T, Sakamoto S, Ito T, Seki I, Okamoto M, Aono H, Serada S, Naka T, Imataka H, Miyake K, Ueda T, Miyanokoshi M, Wakasugi K, Iwamoto N, Ohmagari N, Iguchi T, Nitta T, Takayanagi H, Yamashita H, Kaneko H, Tsuchiya H, Fujio K, Handa H, Suzuki H.
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Journal Title
Annals of the Rheumatic Diseases
Volume: 82
Issue: 9
Pages: 1153-1161
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Periosteal stem cells control growth plate stem cells during postnatal skeletal growth2022
Author(s)
Tsukasaki M, Komatsu N, Negishi-Koga T, Huynh NC, Muro R, Ando Y, Seki Y, Terashima A, Pluemsakunthai W, Nitta T, Nakamura T, Nakashima T, Ohba S, Akiyama H, Okamoto K, Baron R, Takayanagi H
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Journal Title
Nat Commun
Volume: 13
Issue: 1
Pages: 4166-4166
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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