2019 Fiscal Year Annual Research Report
Analysis of Tmem161a function in bone metabolism using the exchangeable gene trap mutagenesis
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17K11017
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| Research Institution | University of Miyazaki |
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Principal Investigator |
関本 朝久 宮崎大学, 医学部, 講師 (60305000)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
帖佐 悦男 宮崎大学, 医学部, 教授 (00236837)
舩元 太郎 宮崎大学, 医学部, 講師 (20404452)
荒木 正健 熊本大学, 生命資源研究・支援センター, 准教授 (80271609)
荒木 喜美 熊本大学, 生命資源研究・支援センター, 教授 (90211705)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | Tmem161a遺伝子 / 骨代謝機能 / 骨芽細胞 / 可変型遺伝子トラップ法 / ロコモティブシンドローム / モデルマウス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
我々は、骨粗鬆症などのロコモティブシンドロームの病因病態解明のために、可変型遺伝子トラップ法により樹立した変異マウス系統を用いて、骨軟骨代謝に関与する新規遺伝子群探索の効率的なスクリーニングを実施している。我々はそれらトラップクローンデータをEGTCデータベース(http://egtc.jp) に公開し、骨軟骨代謝に異常をきたす疾患モデルマウスライブラリーを構築して、骨関節疾患に関与する新規遺伝子群の単離同定および機能解析を行っている。
そのライブラリーマウスの中で、Tmem161a遺伝子欠損マウスは、骨軟骨スクリーニングにおいて明らかな骨表現型異常を呈していた。これまでにTmem161a遺伝子においてin vivoで骨代謝について報告例はないため、本研究ではTmem161a遺伝子欠損トラップマウスを用いて、その骨代謝における機能を解析した。
Tmem161a欠損ホモマウスでは、μCT解析、組織解析にて骨量増大を示す骨表現型を呈していた。骨形態計測では皮質骨厚や海綿骨厚が有意に増加し、骨力学試験でも有意に骨強度の増大を認めた。リアルタイムPCRではBMP2やRunx2、ALPなどの発現が有意に高値であった。組織像ではホモマウスにおいて、アリザリンレッド染色で1次海綿骨の増加を認めた。HE染色でも1次海綿骨の増加を認め、骨芽細胞は細胞質が少なく扁平な細胞形態を示し、ALP染色を行うとALP活性が高かった。骨芽細胞培養解析においては、Runx2、Osterixの発現が増加傾向にあった。培養骨芽細胞のアリザリンレッド染色では、明らかに石灰化が増加していた。さらに、MC3T3-e1 KO細胞株では、酸化ストレス、小胞体ストレス下での生存率が増加していた。したがって、Tmem161a遺伝子は細胞ストレスに関与し、骨芽細胞機能制御において重要な機能を担っている可能性が考えられた。
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