2017 Fiscal Year Annual Research Report
Smad4 is required to inhibit osteoclastogenesis and maintain bone mass
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15K11268
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
岩崎 良太郎 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 講師(非常勤) (30365390)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 破骨細胞 / カップリング / 骨代謝 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
骨の恒常性は、破骨細胞による骨吸収と骨芽細胞による骨形成のバランスにより維持されており、骨組織に含まれるBMP2や TGFβなどもその制御因子である。これらの因子は、シグナル促進にそれぞれ特異型のSmad2/3もしくは Smad1/5/8と、共有型のSmad4を介している。骨芽細胞に発現するSmad4は骨の恒常性に重要であるという報告がこれまでされているが、破骨細胞における役割については報告がない。そこで、破骨細胞特異的にSmad4を欠失させたマウスを用い、破骨細胞におけるSmad4の役割について解析を行った。Smad4 cKOマウスでは骨密度の低下が見られたことから、破骨細胞におけるSmad4は、生理的な環境下では破骨細胞を抑制していると考えられた。in vitroにおいて、野生型マウスの骨髄細胞を用いた破骨細胞培養系に、Smad4の上流の因子であるBMP2およびTGFβ1-3を添加したところ、BMP2とTGFβ2では破骨細胞分化の促進、TGFβ1と3では有意な抑制を認めた。そこで、破骨細胞分化の抑制はTGFβ1および3が主に作用していると考え、骨組織に豊富に含まれるTGFβ1に着目した。In vitroにおけるTGFβ1添加実験では、real time PCRの結果、CtskやNFATc1のmRNAの発現低下と、抑制因子であるBcl6やIrf8の発現上昇がみられ、Smad4 cKOマウス由来の骨髄細胞ではその作用がキャンセルされることが分かった。そこで、Bcl6とIrf8の上流であり、これらの因子を抑制する転写因子であるPrdm1に着目した。ChIP-seq法を用いた結果では、TGFβ1を添加させた際、Smad2/3のPrdm1転写因子の転写開始点付近への結合が増加することが分かった。
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