Identification of the bone Klotho-mediated regulation of mineral metabolism

2019 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17K09738
• Research Institution: Tokai University
• Principal Investigator: 深川 雅史 東海大学, 医学部, 教授 (00211516)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: Klotho / FGF23 / 骨代謝

Outline of Annual Research Achievements

生体の骨・ミネラル代謝は，腎臓，副甲状腺，骨を中心とする精緻な制御システムによって維持されている。近年，このシステムに関与する新たな因子として発見されたのが線維芽細胞増殖因子23（FGF23）である。FGF23は骨細胞により産生され，腎臓に作用し尿中へのリン排泄および活性型ビタミンD産生を抑制する。FGF23がその生理作用を発揮するためには，標的細胞にFGF受容体とともに膜蛋白Klothoが共受容体として必要となる。
しかしながら，骨細胞におけるFGF23分泌調節機構の詳細は未だ明らかではない。近年，骨細胞に発現するFGF受容体がFGF23産生調節に関与していることが報告されているが，この機構におけるFGF受容体のリガンドは明らかでない。われわれはFGF23がFGF受容体とKlothoの複合体を介し骨細胞に作用し，FGF23分泌を刺激するというpositive feedback仮説を着想し，骨組織特異的にKlothoを過剰発現するマウスの作製を試みた。
われわれはPITT法を用いてKlotho-loxPマウスを作製し，さらにこのマウスをCol1a1-Creマウスと交配することにより，骨組織特異的Klotho過剰発現マウスを得ることに成功した。RT-PCT，免疫染色，Western Blotにより，このマウスは骨組織のKlotho発現が著しく亢進していることが確認され，さらに仮説通り，FGF23産生が著しく亢進することが観察された。しかしながら，大部分が生後3日以内に死亡したため，骨・ミネラル代謝に及ぼす長期的な影響は十分には解析できない状況にある。今後，タモキシフェン誘導型のCol1a1-CreER-DsRedマウスと交配し，より成長した段階で骨組織特異的Klotho過剰発現を誘導する計画である。