2019 Fiscal Year Annual Research Report
Analysis of the molecular mechanism of the mechanical stress response in osteoblasts through primary cilia
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17K11639
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
柿原 嘉人 新潟大学, 医歯学系, 助教 (40379938)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐伯 万騎男 新潟大学, 医歯学系, 教授 (30273692)
加来 賢 新潟大学, 医歯学系, 准教授 (30547542)
鍵和田 晴美 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 主任研究員 (40443204)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 骨芽細胞 / メカニカルストレス応答 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
骨芽細胞の一次繊毛は、メカニカルストレスを感知するセンサーとしての役割を持つことが明らかになりつつあるが、未だそのメカニズムの解明には至っていない。申請者らは、様々なタンパク質複合体の形成を助ける機能を持つことが知られているPontin-Reptinがどのようにメカニカルストレス応答に関わるのかについて解析を行ってきた。また、一次繊毛の機能の欠損によって生じる繊毛病の治療薬開発を目指して、一次繊毛形成を制御する薬剤の探索を行った。標的既知の薬剤スクリーニングによってROCK（Rho-associated coiled-coil containing kinase）阻害剤が、MC3T3-E1細胞の一次繊毛形成を促進する化合物として単離された。ROCK阻害剤はアクチンストレスファイバーの形成を抑制することが知られているため、MC3T3-E1細胞においてもその影響を調べたところ、同様にROCK阻害剤によってその消失が観察された。また、ROCK阻害剤存在下において骨芽細胞分化誘導を行い、石灰化を調べたところ、顕著な亢進が見られた。このことから、ROCKタンパク質は骨芽細胞分化を負に制御していることが明らかとなった。さらに、PontinもしくはReptinの相互作用について調べたところ、分化誘導前の前駆骨芽細胞においてROCK2とPontinの顕著な相互作用が観察された。今後、圧縮ストレス存在の有無による両者の結合変化について解析を進めていく。また、当初予定していたPontin-Reptinのメカニカルストレス下における生体内での挙動について、過剰咬合ストレスモデルでは結果の再現性を得ることが困難であったことから、矯正学的な歯の移動モデルを構築したので、今後、この系を用いてPontin-Reptin-ROCK2のメカニカルストレスに対する動態変化を検討していく。
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