2017 Fiscal Year Research-status Report
タンパク質相互作用を標的とした骨形成促進効果を持つ低分子化合物の開発
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16K11456
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| Research Institution | Kyushu Dental College |
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Principal Investigator |
張 皿 九州歯科大学, 歯学部, 助教 (00326472)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松原 琢磨 九州歯科大学, 歯学部, 助教 (00423137)
松尾 拡 九州歯科大学, 歯学部, 教授 (70238971)
古株 彰一郎 九州歯科大学, 歯学部, 准教授 (30448899)
自見 英治郎 九州大学, 歯学研究院, 教授 (40276598)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 骨再生 / BMP / NF-κB |
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| Outline of Annual Research Achievements |
骨形成タンパク質（Bone Morphogenetic Protein：BMP）は、Smadシグナル伝達経路を介して培養骨芽細胞の分化を亢進するだけでなく、マウスやイヌに移植すると異所性骨を誘導する。しかし、ヒトへの臨床応用においては期待通りの骨再生効果は得られていない。これまで転写因子NF-κBの活性化が、BMP誘導性の骨芽細胞分化や骨形成を抑制することが知られており、しかし、NF-κBのメインサブユニットp65の遺伝子欠損マウスは胎生致死であることからNF-κBの選択的阻害剤の使用は注意しなければならない。
最近、我々は、p65の転写活性領域（Transactivation domain：TA）２がSmad4のMad homology domain （MH）1ドメインと相互作用してBMPシグナル伝達を阻害することを見出した。そこで本研究では、２つの分子の相互作用領域をアミノ酸レベルで同定し、さらにp65とSmad4の会合を阻害するペプチドを合成し、BMP2誘導生の骨形成への効果を検討した。まずp65のTA2領域およびSmad4のMH1領域のリコンビナントタンパク質を精製し、両者が直接会合することを確認した。次にTA2領域をさらに細かく分け、TA2の428-443番のアミノ酸領域がMH1 と会合することを確認し、この領域をSmad4 Binding Domain(SBD)と名付けた。さらに細胞透過性SBDペプチドを合成し、p65 TA2領域とSmad4 MH1領域の会合を阻害することを確認した。細胞透過性SBDペプチドはSmad1/5のリン酸化またはNF-κBシグナル伝達の活性化に影響をおよぼすことなく、Smad1/5の標的遺伝子のプロモーター領域への結合を増強することでBMP2誘導骨芽細胞分化および石灰化を促進した。SBDペプチドをBMP2と一緒にマウス背部筋膜下に移植すると誘導された異所性骨の大きさは殆ど変わらなかったが、皮質骨の厚みや骨密度を有意に増強した。以上の結果より、SBDペプチドは、NF-κBの活性化を阻害することなくBMP2誘導性の骨再生に有用であることが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
本研究内容をJ Cell Physiol. 誌に投稿し、平成30年２月27日に受理された。
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| Strategy for Future Research Activity |
SBDペプチドをBMP2と一緒にマウス背部筋膜下に移植したところ、期待した以上の異所性骨形成の促進効果が認められなかった。そこで人為的に作製した骨欠損部位への移植や骨折モデルを用いて骨再生に対する効果を検討する。
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| Causes of Carryover |
（理由）
納品に間に合わないため。
（使用計画）
次年度の部品費として使う予定。
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Research Products
(3 results)
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[Journal Article] A peptide that blocks the interaction of NF-κB p65 subunit with Smad4 enhances BMP2-indeuce osteogenesis.2018
Author(s)
Urata M, Kokabu S, Matsubara T, Sugiyama G, Nakatomi C, Takeuchi H, Hirata TS, Aoki K, Tamura Y, Moriyama Y, Ayukawa Y, Matsuda M, Zhang M, Koyano K, Kitamura C, Jimi E.
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Journal Title
J Cell Physiol.
Volume: 1
Pages: 1-11
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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