| Project/Area Number |
22K17008
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 57010:Oral biological science-related
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| Research Institution | Matsumoto Dental University |
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Principal Investigator |
岩本 莉奈 松本歯科大学, 総合歯科医学研究所, 助教 (20907216)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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| Keywords | RANK / 血管内皮細胞 / RANKL / 細胞老化 / 骨 / 老化 / 免疫細胞 / Wnt / Endothelial cell / bone metabolism / Vessel |
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| Outline of Research at the Start |
骨量は骨に存在する様々な細胞が相互作用することにより厳密に調節されており、このバランスが乱れることで骨粗鬆症が発症する。近年成長期に存在する血管が骨代謝を制御することが報告され、血管と骨代謝との関連が注目されている。しかし、血管による骨代謝調節の分子機構は明らかではない。申請者は、血管内皮細胞が発現するRANK及びWntリガンドに着目をし、骨代謝への寄与を明らかにすることを目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
我々は骨組織におけるRANKL受容体であるRANK発現細胞の系譜解析を行った。その結果、加齢に伴いRANK発現血管内皮細胞の割合が増加した。さらに、蛍光標識RANKLを静脈投与し、骨組織の蛍光標識RANKL結合細胞を検出した。8週齢マウスに比べ、32週齢マウスでは血管内皮細胞に蛍光標識RANKLが顕著に検出された。この結果は、加齢に伴い骨髄血管内皮細胞のRANKLシグナルが増強されることを意味する。そこで、血管内皮細胞特異的RANK欠損マウス (EC-RANK cKO)を解析したところ、μCT解析により32週齢EC-RANK cKOにおいて骨量が有意に増加していること、骨形態計測により骨形成パラメーターが有意に増加していることが明らかになった。また、骨吸収を担う破骨細胞数に変化は見られなかった。この骨量増加はRANK発現血管内皮細胞の割合が少ない8週齢EC-RANK cKOでは見られなかった。さらに、老化細胞を組織学的に検出した結果、32週齢EC-RANK cKOではSA-β-gal陽性老化細胞が有意に減少した。8週齢マウスに比べ、32週齢コントロールマウスは巨核球・好中球の増加とT細胞の減少など老化骨髄の特徴を示した。一方EC-RANK cKOでは、これら表現型が抑えられた。EC-RANK KOにおいて老化細胞が減少したことを受け、老化細胞で分泌が促進される炎症性サイトカイン遺伝子発現をqPCRにより確認したところ、8週齢と比べ32週齢マウス骨でIL-1β発現が増加し、EC-RANK cKOにおいて発現が減少していることが明らかになった。IL-1βは中年期において老化を駆動することが報告されており、EC-RANK cKOマウスにおいてIL-1β発現が減少を介して老化表現型が緩和されている可能性が示唆された。
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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
現在までに血管内皮細胞RANKが加齢性骨量減少及び骨髄細胞の老化に関与すること、血管内皮細胞分泌Wntが骨量減少に関与することを明らかにした。血管内皮細胞RANKが骨代謝にだけではなく、骨髄の細胞老化に関与しているかについては当初の仮説にはなかったことだが、週齢に伴ってRANK陽性血管内皮細胞が増えること、血管内皮細胞RANKが骨髄細胞を老化させることを明らかにすることができた。加えて、骨髄は老化により造血が巨核球及び骨髄系列細胞に偏向することが報告されているが、この造血の偏向にも血管内皮細胞RANKが寄与していることが示唆された。
また、血管内皮細胞Wntの骨への役割は明らかにされていなかったが、骨芽細胞由来Wntと同様に骨量を正に調節することが示され、その働きは骨芽細胞よりは貢献度が低いことが示唆された。以上より、本研究の進捗状況はおおむね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は骨髄に発生する老化細胞の細胞種は何か明らかにすることに加え、EC-RANK ｃKOマウスで発現が減少したIL-1βがどの細胞から産生されているのか明らかにする。
また、EC-RANK cKOマウスで緩和される老化表現型がIL-1βを介した結果か明らかにするために、IL-1β投与実験を行い、老化表現型がEC-RANK cKOマウスにおいても現れるか解析する。また、EC-RANK cKOマウスとcontrolマウス血管内皮細胞をセルソーターで単離し、EC-RANK cKO血管内皮細胞の特徴を決定する。
加えて、RANKLのデコイ受容体であるOsteoprotegerin欠損マウス(OPGKO)の解析を行い、RANKLシグナルが老化を促進するのかに着目をして解析を進める。
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