2019 Fiscal Year Annual Research Report
Regulatory mechanisms of bone metabolism by carbohydrate chain of glycolipids
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17K11657
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| Research Institution | Aichi Gakuin University |
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Principal Investigator |
浜村 和紀 愛知学院大学, 歯学部, 准教授 (00422767)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
戸苅 彰史 愛知学院大学, 歯学部, 教授 (80126325)
近藤 久貴 愛知学院大学, 歯学部, 講師 (40469002)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 骨芽細胞 / 破骨細胞 / 糖脂質 / 骨代謝 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度、骨芽細胞に発現しているグロボ系糖脂質Gb4が欠損したGb3合成酵素遺伝子ノックアウトマウス（Gb3S KOマウス）における骨量（BV/TV）の減少が骨形成の低下によることがカルセインを用いた二重標識により示された。当該年度は、Gb4の欠損が骨形成の抑制に繋がることを、さらに裏付けるために、以下の実験を追加した。まず、大腿骨の海面骨における骨芽細胞数をHE染色を用いて計数した。その結果、Gb3S KOマウスは、野生型マウスより骨芽細胞数が減少していることが明らかになった。次に、大腿骨および脛骨よりRNAを抽出して、骨芽細胞分化マーカー遺伝子であるRunx2、alkaline phosphatase、osteocalcinの発現レベルをリアルタイムPCRを用いて検討した。その結果、Gb3S KOマウスは、野生型マウスと比較して、それらの遺伝子の発現レベルが低下していることが判明した。以上の結果より、Gb4が欠損したGb3S KOマウスは、骨形成能が抑制されることが多方面から示された。
2017年から2019年度にかけて実施された研究より、b系列ガングリオシドやグロボ系糖脂質などの糖脂質が、骨芽細胞や破骨細胞の増殖、分化の制御に関与していることが示された。このことにより、糖脂質の発現制御や糖脂質の骨への添加によるアプローチが、新規骨再生治療へ有効である可能性が示唆された。
本研究成果として、b系列ガングリオシドの欠損が破骨細胞数を減少させ、加齢に伴う骨量の減少を抑制することを明らかにした原著論文と、グロボ系糖脂質の欠損が骨芽細胞数を減少させ、骨形成を抑制することを明らかにした原著論文の２件を国際雑誌に発表した。
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