2017 Fiscal Year Annual Research Report
Novel function of osteoclastogenesis and bone resorption by membrane trafficking regulatory molecule
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15K11046
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| Research Institution | Saga University |
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Principal Investigator |
久木田 明子 佐賀大学, 医学部, 准教授 (30153266)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
久木田 敏夫 九州大学, 歯学研究院, 教授 (70150464)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 破骨細胞 / 分化 / 小胞輸送 / 酸分泌 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
破骨細胞は酸や酵素を盛んに分泌することにより骨を吸収する多核細胞で、その分化や活性化には小胞同士による膜トラッフィキングが重要な役割をもっている。本研究では、膜トラッフィッキングの調節因子であるNedd4アダプタータンパク質Pmepa1の破骨細胞分化における発現と機能の解析を行なった。Pmepa1はRANKLを添加すると破骨細胞の前駆細胞に発現が見られたが、プラスチックシャーレ上で形成される多核の破骨細胞には発現が見られなかった。一方、象牙質の上で形成した骨吸収中の破骨細胞においては強く発現していた。Pmepa1は、破骨細胞内のエンドソームやリソソームに局在しており、ビスフォスフォネートなどによって骨吸収を抑制するとその発現が低下した。さらに、ラットアジュバント関節炎の骨破壊部位の破骨細胞のPmepa1の免疫染色を行ったところ、in vivoの破骨細胞においても発現していることがわかった。Pmepa1の膜トラッフィッキングの調節因子としての機能を調べるために、RAW264 細胞でその発現を抑制し、RANKLで誘導される細胞表面のRANKの発現を調べた。その結果、RANKの発現が抑制され、細胞表面への輸送に関わることがわかった。また、骨髄マクロファージから形成した破骨細胞においてshRNAレンチウイルスを用いて発現を抑制すると骨吸収能が低下した。さらに、Crisper-Cas9システムを用いて3種類のPmepa1のノックアウトマウスを作成した。ノックアウトマウスから単離した骨髄マクロファージから形成した破骨細胞では、骨吸収能や破骨細胞の酸の産生量が低下するという結果が得られている。これらのことから、Pmepa1は破骨細胞の分化において重要な受容体の小胞輸送に関わり、成熟破骨細胞のなかでも骨吸収を行っている破骨細胞で高く発現し骨吸収能の調節に関わる可能性が考えられた。
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[Journal Article] IL-1beta induce pathologically activated osteoclasts bearing extremely high level of resorption activity imaged by pH-sensitive fluorescence probes: A possible pathological subpopulation of osteoclasts, accompanied with suppressed expression of integrin regulating molecule kindling-3 and talin-1.2018
Author(s)
Shiratori T., Kyumoto-Nakamura Y., Kukita A., Uehara N., Zhang J., Koda K., Kamiya M., Badawy T., Tomoda E., Xu X., Yamaza T., Urano Y., Koyano K., Kukita T.
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Journal Title
J. Immunology
Volume: 200
Pages: 218-228
DOI
Peer Reviewed
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