2016 Fiscal Year Research-status Report
炎症性骨破壊および自己免疫疾患におけるアダプター蛋白SH3BP2の機能解析
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15K09540
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| Research Institution | Kawasaki Medical School |
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Principal Investigator |
向井 知之 川崎医科大学, 医学部, 准教授 (00454421)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
守田 吉孝 川崎医科大学, 医学部, 教授 (50346441)
佐藤 稔 川崎医科大学, 医学部, 准教授 (70449891)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | SH3BP2 / Tankyrase / 破骨細胞 / 骨芽細胞 / 骨代謝 / 全身性エリテマトーデス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、Poly(ADP-ribose)polymeraseであるTankyrase、およびTankyraseにより発現が調節されるアダプター蛋白SH3BP2（SH3 domain binding protein 2）に着目し、それらの蛋白の骨代謝・自己免疫性疾患における役割の解明を目的としている。
まず、破骨細胞分化におけるTankyraseの役割を検討した。マウス骨髄由来マクロファージ培養での検討で、Tankyrase阻害剤が細胞内のSH3BP2の蓄積を誘導し、NFATc1の活性化を介して、破骨細胞分化を著明に誘導することが明らかとなった。マウス個体へのTankyrase阻害剤の投与により、骨量減少が誘導された。また、骨芽細胞分化の検討では、Tankyrase阻害剤はWnt阻害作用を有するにもかかわらず、骨芽細胞分化の抑制作用が無く、SH3BP2蓄積、また他のTankyrase基質の増加を介してWnt阻害作用に拮抗していることが示唆された。上記の如く、Tankyraseは骨代謝において多面的に作用しており、新規骨代謝調節因子として、骨粗鬆症などの骨量減少疾患の治療ターゲットになり得ると考える。
自己免疫疾患におけるSH3BP2の役割を解明するため、SH3BP2機能獲得変異マウスと全身性エリテマトーデスモデルマウス(Fas-lprマウス)を交配し、二重変異マウスを作成した。結果、SH3BP2機能獲得変異Fas-lprマウスでは、SH3BP2野生型のFas-lprマウスと比較して、蛋白尿が減少し腎硬化所見も軽快、血中抗dsDNA抗体価・自己反応性T細胞数の低下が見られた。これらの所見は、SH3BP2が自己抗体産生調節を介して、自己免疫疾患の病態に関与していることを示唆している。
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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
・骨代謝におけるTankyraseの役割の検討
野生型マウス骨髄マクロファージ(BMMs)を、Tankyrase阻害剤(IWR-1、G007-LK)存在下でRANKLにて刺激し、破骨細胞分化・機能について各種解析を行った。また、7週齢野生型マウスにTankyrase阻害剤を4週間投与し、マイクロCTにて脛骨と腰椎の骨量を解析した。結果、野生型マウスBMMsにおいて、Tankyrase阻害剤はTRAP陽性多核細胞形成、破骨細胞関連遺伝子発現、吸収活性を有意に亢進した。その機序として、SH3BP2蛋白の増加とSykのリン酸化亢進およびNFATc1の核内移行亢進が示された。野生型マウスに対するTankyrase阻害剤投与にて、脛骨および腰椎ともに海綿骨量が有意に減少した。
・全身性エリテマトーデス(SLE)モデルマウスにおけるSH3BP2の役割の検討
SLEモデルとしてFasの機能喪失変異を持つFas-lprマウスを用い、SH3BP2機能獲得変異マウスと交配し二重遺伝子改変マウスを作成した。経時的に尿蛋白を評価し、12か月齢時に免疫担当細胞のsubsetをFlow cytometryで、また血中自己抗体価をELISA法で評価した。また腎臓の病理組織学的解析を行った。結果、SH3BP2機能獲得変異Fas-lprマウスでは、SH3BP2野生型のFas-lprマウスと比較して、蛋白尿が減少し腎硬化所見も軽快していた。さらに、SH3BP2変異により、SH3BP2野生型Fas-lprマウスでみられた血中抗dsDNA抗体価上昇・自己反応性T細胞数増加は有意に軽減していた。
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| Strategy for Future Research Activity |
・生理的骨代謝及び炎症性骨破壊におけるTankyraseの役割の検討
現在までのところTankyrase阻害薬を用いて破骨細胞・骨芽細胞でのTankyraseの役割、またマウス個体におけるTankyrase阻害剤の影響を明らかにしてきた。今後、Tankyrase阻害に加えてTankyrase活性化の影響を検討するため、ウイルスベクターを用いて、Tankyrase過剰活性化の破骨細胞培養系への影響を検討する予定である。
・全身性エリテマトーデス(SLE)モデルマウスにおけるSH3BP2の役割の検討
これまでの検討でSH3BP2機能獲得変異Fas-lprマウスは、SH3BP2野生型のFaslprマウスと比較して自己免疫反応と病態進展が有意に改善することが確認された。現在、T細胞・B細胞を用い、SH3BP2変異が増殖能・サイトカイン産生・抗体産生などに及ぼす影響を解析している。また、SH3BP2機能獲得変異によるTNF産生亢進がSLEの病態に影響している可能性があり、TNF刺激・TNF 阻害がSLEマウスに表現型に及ぼす影響を解析する。
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| Causes of Carryover |
二重変異マウスの作成に若干の遅れが生じた。マウスの解析に使用する抗体等の購入時期が遅れた関係で、予算の一部を次年度に繰り越した。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
マウス実験に使用予定であった、抗体、PCR用プライマー、関連試薬の購入に充てる予定である。
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