2020 Fiscal Year Annual Research Report
Regulation of Mineral metabolism by circadian Clock System
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17K10071
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| Research Institution | Osama Woman's and Children's Hospital |
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Principal Investigator |
木下 さおり 地方独立行政法人大阪府立病院機構大阪母子医療センター(研究所), 骨発育疾患研究部門(旧環境影響部門), 研究技術員Ⅱ (40746418)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 生物時計 / ビタミンD / 骨細胞 / BMAL1 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
骨細胞はリン代謝制御において中心的な役割を果たす細胞である。骨細胞はFibroblast growth factor 23 (FGF23)を産生分泌し、腎臓におけるナトリウムリン酸共輸送担体の発現を低下させ、リンの再吸収を抑制し、血液中リン濃度を低下させる。我々は以前に血液中のFGF23濃度には日内変動が存在することを報告した。この結果は、骨細胞におけるFGF23の発現制御には生物時計依存性のシステムがあることを示唆する。そこで、本研究では、骨細胞特異的にBmal1を欠損するマウスを用いて骨細胞における生物時計依存性FGF23制御機構の解析を行った。骨細胞特異的Bmal1欠損マウスは、体重、体長に特に変化を認めなかった。リン代謝を評価したところ、骨細胞特異的Bmal1欠損マウスでは、リン排泄の低下し、時間依存性に血中リン濃度が増加していた。また、時間依存性にFGF23の血中濃度が骨細胞特異的Bmal1欠損マウスで低下していた。しかし、FGF23のRNAレベルでの評価を行ったところ、FGF23の発現は骨細胞特異的Bmal1欠損マウスで時間依存性に増加していた。そこで、骨細胞においてFGF23タンパクの糖鎖修飾、リン酸化に関わる遺伝子の発現を行った。すると、糖鎖修飾に関わるGalnt3遺伝子およびリン酸化に関わるFam20cの発現は骨細胞特異的Bmal1欠損マウスで時間依存性に増加していた。血液中のFGF23濃度が低下している事実とあわせて考えると、骨細胞特異的Bmal1欠損マウスでは何らかの機序でFGF23のタンパクレベルでの発現が低下し、リン代謝のバランスを保つために、代償性にFGF23の発現を上昇させるような作用が働いていると考えられた。
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