2015 Fiscal Year Annual Research Report
脂質代謝とSIK3による軟骨形成･分化の新しい制御機構の解明
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15H02561
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
妻木 範行 京都大学, iPS細胞研究所, 教授 (50303938)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 軟骨細胞 / SIK3 / ノックアウトマウス / 関節軟骨 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１）脂質代謝による軟骨形成･分化制御の解明
Dox-iChon細胞にshRNAライブラリーを導入して遺伝子ノックダウンを行い、軟骨形質を失うshRNAを同定した。このshRNAに相当する遺伝子は、脂質代謝に関連することが知られている因子をコードしている。マウス初代軟骨細胞を用いて、この遺伝子のsiRNAを用いて軟骨表現型が失われることを確認した。
２）SIK3による軟骨形成･分化制御の研究については、タモキシフェン投与下に生後の関節軟骨特異的にSIK3を欠失するCol11a2-CreER; SIK3flox/flox マウス（SIK3 cKO）を作り、「軟骨細胞特異的なSik3の欠失は関節軟骨の厚みを増大させる」ことを見出した。
2週齢のCol11a2-CreER; Sik3flox/flox; Rosa26-Stopflox-EYFP (Tam-cKO)マウスとCol11a2-CreER; Sik3flox/+; Rosa26-Stopflox-EYFP (Tam-control)マウスにtamoxifenを腹腔内投与した。このマウスでは、Sik3が欠失した軟骨細胞においてYFPの発現がスタートする。その発現は維持されるため、YFPの発現を追うことで軟骨細胞の分化過程を追跡できる。Tamoxifen投与2週間後に、膝関節の成長軟骨、関節軟骨を組織学的に評価した。また7週齢のCol11a2-CreER; Sik3flox/floxマウス(Sik3D/D)とSik3flox/floxマウス(Sik3f/f)にtamoxifenを投与し、8週後に膝関節の成長軟骨、関節軟骨における組織解析を行った。
【結果】Tam-cKOマウスは、Tam-controlマウスに比べて関節軟骨、非石灰化関節軟骨、成長軟骨の幅が有意に増加した。YFPとX型コラーゲンに対する免疫染色の結果、Sik3が欠失したYFP陽性の軟骨細胞はX型コラーゲンを発現しないことが判明した。またSik3D/DマウスはSik3f/fマウスに比べて関節軟骨、成長軟骨の幅が有意に増加した。
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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
ライブラリースクリーニングにより、軟骨細胞形質維持に関わる因子の候補を得た。
SIK3が変形性関節症治療のターゲット分子であり、SIK3の阻害剤が変形性関節症の治療薬のリード化合物になりうることを発見し、報告した（Yahara, Y., Takemori, H., Okada, M., Kosai, A., Yamashita, A., Kobayashi, T., Fujita, K., Itoh, Y., Nakamura, M., Fuchino, H., et al. (2016). Pterosin B prevents chondrocyte hypertrophy and osteoarthritis in mice by inhibiting Sik3. Nat Commun 7, 10959.）。
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| Strategy for Future Research Activity |
スクリーニングによって得られた、軟骨細胞分化に関わる因子の機能解析を行う。また、FGFR3軟骨形成異常症の疾患iPS細胞モデルの表現型をスタチンが改善させる機序を調べる。
SIK3が軟骨細胞の形質をどのように制御しているかを、分子レベルで詳しく解析する。
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[Journal Article] Pterosin B prevents chondrocyte hypertrophy and osteoarthritis in mice by inhibiting Sik32016
Author(s)
Yasuhito Yahara, Hiroshi Takemori, Minoru Okada, Azuma Kosai, Akihiro Yamashita, Tomohito Kobayashi, Kaori Fujita, Yumi Itoh, Masahiro Nakamura, Hiroyuki Fuchino, Nobuo Kawahara, Naoshi Fukui, Akira Watanabe, Tomoatsu Kimura and Noriyuki Tsumaki
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Journal Title
Nature Communications
Volume: 7
Pages: 1-18
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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