金属結合蛋白メタロチオネインの破骨細胞分化と機能解明と骨粗鬆症治療への応用
Project/Area Number |
22K09359
|
Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
|
Allocation Type | Multi-year Fund |
Section | 一般 |
Review Section |
Basic Section 56020:Orthopedics-related
|
Research Institution | Kyushu University |
Principal Investigator |
藤原 稔史 九州大学, 大学病院, 助教 (20644800)
|
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
杉山 悟郎 九州大学, 歯学研究院, 助教 (00722828)
松本 嘉寛 九州大学, 医学研究院, 准教授 (10346794)
遠藤 誠 九州大学, 大学病院, 講師 (40713433)
|
Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2027-03-31
|
Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
|
Budget Amount *help |
¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2026: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2025: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2024: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
|
Keywords | 破骨細胞 / メタロチオネイン / 骨粗鬆症 |
Outline of Research at the Start |
破骨細胞分化に金属イオンが必須であり、鉄イオンに着目して、細胞内鉄代謝の制御機構を解明した。そこで、破骨細胞における金属イオン代謝を標的とする治療開発のために、金属結合蛋白であるメタロチオネイン(MT)に着目する。破骨細胞分化に従ってMTのアイソフォームのMT1とMT3の発現が増加することを見出し、発現が高いMT3遺伝子ノックダウンで破骨細胞分化は抑制された。MTが制御する新たな破骨細胞分化と骨吸収能機構を、①臨床の骨組織におけるMT発現、②in vitroによる破骨細胞内シグナル解析と③in vivoによるノックアウトマウスの骨量・骨組織を解析し、MTを制御する骨粗鬆症治療開発を目指す。
|
Outline of Annual Research Achievements |
破骨細胞分化と機能において金属イオンの代謝が非常に重要である。これまでに金属イオンの鉄イオンが細胞内鉄還元酵素のSteap4や受容体のトランスフェリン受容体を介して分化と機能に重要な働きを示していることが分かった。そこで、金属イオン結合蛋白のメタロチオネイン(MT)の役割について調べた。 破骨細胞は分化に従ってMTのmRNAとタンパクの発現が上昇しており、特にMT3の発現が著しく上昇していた。そこでMT3に着目し、レンチウィルスを用いてノックダウンすると破骨細胞分化は抑制されていることをウェスタンブロットとmRNA発現、TRAP染色で認めた。それに伴い骨スライス上の培養で、骨吸収機能も低下していた。MT3ノックダウンに伴う破骨細胞分化抑制機能を調べるために、RANKLとM-CSFシグナルを調べた。M-CSFとRANKL培養で前破骨細胞に誘導し、この細胞に対してM-CSFとRANKLシグナルを調べると、AKTとERKシグナルは変化なかったが、分化と生存に重要なRANKLシグナルのJNKとNFkBシグナルが低下していた。実際にフローサイトメトリーでMT3ノックダウン細胞の細胞周期を調べると、特に細胞周期にコントロールとノックダウン細胞で差はなかった。コントロールとMT3ノックダウンの前破骨細胞に対してアポトーシスを誘導すると、MT3ノックダウン細胞に著しくアポトーシスを示すカスパーゼ3とcleaved PARPの発現が増加していることが分かった。MT3は破骨細胞の生存に重要であることが分かった。今後さらに詳細なメカニズムを解明してく。
|
Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ノックダウン細胞の表現型とメカニズムを解析しているため
|
Strategy for Future Research Activity |
コントロール細胞とMT3ノックダウン細胞の詳細なメカニズムをin vitroで評価し、in vivoに拡大して調べていく予定である。
|
Report
(1 results)
Research Products
(10 results)