| Project/Area Number |
24K14626
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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 59040:Nutrition science and health science-related
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| Research Institution | The University of Tokushima |
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Principal Investigator |
塩崎 雄治 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学域), 助教 (70908748)
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| Project Period (FY) |
2024-04-01 – 2027-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2026: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | リン / 老化 / 破骨細胞 / XPR1 / イノシトール６リン酸キナーゼ (IP6K) / IP6K阻害剤 / フラボノイド |
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| Outline of Research at the Start |
高齢者の寝たきりは転倒・骨折などに起因し、健康寿命短縮や要介護となる社会問題である。加齢に伴う骨強度低下及び筋力低下は転倒・骨折のリスク要因であるため、骨や筋老化の抑制が課題である。骨強度低下は、骨形成と骨吸収のバランス破綻等が関与すると考えられる。破骨細胞の骨吸収にはリン酸カルシウム溶解に加え、種々の輸送体による細胞内外のミネラル及びイオン動態制御が重要であるが、細胞内リン酸を細胞外に排出する輸送体Xpr1の役割は分かっていない。本研究は骨吸収におけるXpr1の関与を明らかにし、リン制限食もしくは食事性因子の投与によってXpr1機能を制御し、加齢性骨強度低下と寝たきりの予防を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
高齢者の寝たきりは転倒・骨折などに起因し、健康寿命短縮や要介護となる社会問題である。加齢に伴う骨強度低下及び筋力低下は転倒・骨折のリスク要因であり、骨や筋老化の抑制が課題である。破骨細胞は骨吸収によって骨ミネラルを溶解し、リン酸およびカルシウムを遊離する。しかしながら、破骨細胞が溶解した多量のリン酸イオン動態をどのように制御し、骨吸収活性に影響するか明確ではない。本研究は、骨吸収におけるリン酸排出トランスポーターの役割を解明し、リン動態制御による骨量減少の抑制を目指す。
令和６年度は、破骨細胞の分化前後におけるXpr1発現と機能、リン酸排出阻害による破骨細胞分化への影響を検討した。Xpr1は破骨細胞分化に伴った発現増加を示し、一方でリン酸取り込みトランスポーター発現に変化はなかった。RANKL誘導での分化破骨細胞は、分化前と比較してリン酸排出活性が増加し、Xpr1増加が破骨細胞特有のリン動態制御に寄与することが予想された。近年の研究から、Xpr1のリン酸排出はイノシトール8リン酸（IP8）の産生に依存し、IP8産生過程で必須である酵素イノシトール6リン酸キナーゼ（IP6K）の阻害剤はXpr1依存的なリン酸排出を抑制することが報告されている。破骨細胞へのIP6K阻害剤添加は、リン酸排出を低下させた。さらには分化前からのIP6K阻害剤もしくは阻害作用を持つフラボノイドの添加は、RANKL誘導性の破骨細胞分化を抑制した。しかしながら、試験に用いたいくつかの阻害剤およびフラボノイド間の分化抑制作用には差が見られた。IP6Kは3つのisoformを持つため、阻害剤の各isoformに対する特異性が影響した可能性が考えられる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
IP6K阻害剤によりXpr1依存的なリン酸排出と破骨細胞分化が抑制できる可能性を見出せた。また、本年度は研究実績概要で記した成果に加えて、Xpr1欠損細胞株を作成できた。今後、IP6K阻害剤による間接的なXpr1阻害と、Xpr1を直接的に阻害したモデル両方での解析が可能となり、Xpr1を中心とした骨吸収制御の解析が計画通り遂行可能と思われる。一方で、動物モデルでの解析については、骨吸収による骨減少モデル作製のための条件検討を詰める必要がある。以上のことから、本研究の進捗状況はやや遅れていると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き、分化前後破骨細胞でのXpr1機能と役割、Xpr1阻害による影響を解析する。また、令和６年度は複数のグループから、XPR1構造解析によってイノシトールポリリン酸（IP6やIP8）依存的なリン酸排出モデルを提唱する報告がなされた。本研究においてもそれらを参考にし、破骨細胞におけるXpr1のリン酸排出活性化メカニズムを詳細に解析する。１：分化前後の破培養骨細胞に各種IP6K阻害剤およびフラボノイドを添加し、Xpr1のリン酸排出機能と分化と骨吸収活性への影響を解析する。令和６年度は１種類のIP6K阻害剤のみ試行しているが、他のIP6K阻害剤およびフラボノイドの効果を検討する。阻害剤の特異性の違いと効果から、破骨細胞に重要なIP6K isoformを探る。２：リン濃度の異なるメディウムにおけるXpr1依存的リン動態制御の役割を解析する。骨吸収において破骨細胞は高リン環境に曝露されると予想されるため、異なるリン濃度において破骨細胞分化と骨吸収に対してXpr1阻害の影響が強くなるか解析する。３：マウス初代骨髄由来初代細胞のRANKL誘導性破骨細胞分化におけるIP6K阻害剤およびフラボノイドの作用を検討する。
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