Interaction between bone and adipose tissue and control of obesity and glucose metabolism through the secretion factors derived from osteoclasts

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16K20413
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 久本 由香里 九州大学, 歯学研究院, 助教 (40729026)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 脂肪細胞 / 破骨細胞 / カテプシンK

Outline of Annual Research Achievements

前年度は前駆脂肪細胞株である3T3-L1細胞を用いて、脂肪細胞におけるカテプシンKの発現とカテプシンK曝露による脂肪細胞分化への影響について検討を行った。その結果、カテプシンKは脂肪細胞分化を促進する可能性が示唆された。また、脂肪細胞自身もカテプシンKを産生するが、脂肪細胞以外の細胞由来のカテプシンKも分化に影響する可能性が示唆された。
本年度は、病的に活性化した破骨細胞から分泌され、脂肪細胞または糖代謝制御に関与する新規クラストカインの探索を行った。初めに、マウス骨髄由来培養破骨細胞を用いて、病的活性化破骨細胞を誘導する炎症性サイトカインの探索を行った。その結果、0.5 ng/mLのIL-βを曝露することにより破骨細胞の骨吸収がコントロールと比較して強く誘導されることが明らかとなった。また、この条件下で破骨細胞からの酸分泌も亢進することを確認した。さらに、IL-1β曝露群および非曝露群の破骨細胞を回収し、マイクロアレイによって2群間の遺伝子発現変化を網羅的に解析した。その結果、インスリン抵抗性に関与するいくつかの遺伝子の発現がIL-1β曝露群で大きく上昇または低下していることが判明した。
以上の結果より、カテプシンKだけでなく病的活性化破骨細胞から分泌されるクラストカインは糖代謝制御に関与する可能性が示唆された。従って、破骨細胞は骨-脂肪コミュニケーションの一端を担う可能性が十分に考えられる。しかしながら、その詳細な機能やメカニズムの解析までには至らなかったため、今後の検討が必要である。また、in vivoによる解析も今後重要である。

Research Products

• [Journal Article] IL-1β Induces Pathologically Activated Osteoclasts Bearing Extremely High Levels of Resorbing Activity: A Possible Pathological Subpopulation of Osteoclasts, Accompanied by Suppressed Expression of Kindlin-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.
  • Journal Title: The Journal of Immunology Volume: 200(1) Pages: 218-228
  • DOI: 10.4049/jimmunol.1602035.
  • Peer Reviewed