Establishment of Pathological Model of Skeletal resistance to PTH in Uremia using iPS Cells

2019 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 17K09737
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Kidney internal medicine
• Research Institution: Showa University
• Principal Investigator: OGATA HIROAKI 昭和大学, 医学部, 教授 (30296959)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 溝渕 正英 昭和大学, 医学部, 講師 (90465203)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 副甲状腺ホルモン / 尿毒症 / iPS細胞 / CKD-MBD

Outline of Final Research Achievements

Although the hyporesponsiveness of parathyroid hormone, that is a master regulator in the bone-mineral metabolism, to bone is a major factor contributing to CKD-MBD, its pathomechanism is still obscure.
In the present study, we attempted to elucidate the mechanism of the hyporesponsiveness of PTH to bone using iPS-derived bone cells. Unfortunately, we could not obtain stable yield of iPS-derived bone cells with consistent phenotype responsive to various stimuli. Therefore, alternatively, investigated whether uremic factors mimic decreased responsiveness of PTH to mesenchymal stem cell-derived osteoblastic-like bone cells. As a result, we found that there are similar properties in responsiveness to various stimuli, including phosphate load, calcium depletion, and active vitamin D treatment, between bone tissues in uremia and mesenchymal stem cell-derived osteoblasts bone cells from uremic animal models.

Free Research Field

腎臓内科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

慢性腎臓病では様々な骨・ミネラル代謝がみられ、骨病変だけでなく心血管障害などの合併症の発症や進展に関与しています。本研究では、疾患モデル動物や患者から作製したiPS細胞から骨細胞を誘導し、これらの異常の研究に有用なモデル構築を目的としました。しかしながら、安定したiPS細胞由来の骨細胞を作製が困難であったために、骨髄や末梢血中の間葉系幹細胞から骨細胞を誘導し、これを使用して腎障害における骨・ミネラル代謝異常の原因の一端を明らかにすることが出来ました。本研究は、従来、生体から骨を取り出して行っていた研究が、容易に採取可能な間葉系幹細胞由来の骨細胞を用いることにより可能であること示しました。