老化関連骨軟骨疾患におけるklotho遺伝子の関与

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12137201
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 川口 浩 東京大学, 医学部附属病院, 講師 (40282660)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 星 和人 東京大学, 医学部附属病院, 客員助教授 (30344451)
• Keywords: 老化 / klotho / PPARγ / IRS / 骨 / 骨粗鬆症

Research Abstract

1.現在までの検討で、klotho遺伝子プロモーター領域のSNPである-395G->Aが人種差を超えて高齢女性において骨密度と有意な相関を示すこと、このG->A変異は核内転写因子との結合能に影響を及ぼすことを公表した[Kawano K, et al. J Bone Miner Res 17:1744, 2002]。ルシフェラーゼアッセイにおいてこのG->A置換はklothoの発現効率に大きな変化を及ぼさなかったが、この近傍でdeletion studyを行ったところ、-410と-370の間で有意なルシフェラーゼ活性の低下が見られ(p=0.04)、転写制御因子の同定の糸口となる可能性が示された。
2.PPARγ欠損マウスの骨組織の解析より、PPARγの抑制は生体内において骨髄前駆細胞からの骨芽細胞の分化を促進することによって骨量を増加させることを示した。今年度はforward genetics approachとして、日本人のヒトPPARγ遺伝子に3カ所のSNPsを同定して骨密度との相関を検討したが、閉経後女性(n=501,1002 allele)において、現在のところ有意な相関は見いだしていない。
3.骨芽細胞を取り巻く局所因子としては、autocrine/paracrine factorとして働く骨にアナボリックな作用を持ったサイトカイン・成長因子が考えられている。これらの中でも最も老化との関与が従来指摘されてきたのはIGF-Iの産生および機能の低下である。そこで、IGF-Iの細胞内シグナル分子であるIRS-1およびIRS-2についてreverse geneticsの解析を行った。両KOマウスの解析から、IRS-1が骨形成と骨吸収を共に上昇させることで骨代謝回転の維持に重要なシグナルである[J Clin Invest 105:935, 2000]のに対し、IRS-2はこの両者のバランスを骨形成優位の状態に保持するために重要なシグナルであること[J Cell Biol 159:147, 2002]を明らかにした。この両シグナルの総和として、IGF-Iによる骨代謝に対する強力な同化作用が実現されていると考えられた。老化に伴ってIGF-Iが減少することによってこの骨形成促進シグナルが抑制を受け、骨量減少が起こるものと推察された。

Research Products

• [Publications] Ken-ichi Kawano: "Klotho gene polymorphisms associated with bone density of aged postmenopausal women"J Bone Miner Res. 17. 1744-1751 (2002)
• [Publications] Naoshi Ogata: "Association of klotho gene polymorphism with bone density and spondylosis of the lumbar spine in postmenopausal women"Bone. 31. 37-42 (2002)
• [Publications] Toru Akune: "Insulin receptor substrate-2 maintains predominance of anabolic function over catabolic function of osteoblasts"J Cell Biol. 159. 147-156 (2002)
• [Publications] Naoshi Ogata: "Association of bone metabolism regulatory factor gene polymorphisms with susceptibility to ossification of the posterior longitudinal ligament of the spine and its severity"Spine. 27. 1765-1771 (2002)
• [Publications] Noriyo Manabe: "Connection between B lymphocyte and osteoclast differentiation pathways"J Immunol. 167. 2625-2631 (2001)
• [Publications] Naoshi Ogata: "A polymorphic variant at the Werner helicase causes decreases in bone formation and resorption"J Bone Miner Metab. 19. 296-301 (2001)