2019 Fiscal Year Research-status Report
破骨細胞をモデルとしたリン脂質動態による細胞融合制御機構の解明
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17K19737
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan Institute of Medical Science |
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Principal Investigator |
入江 敦 公益財団法人東京都医学総合研究所, ゲノム医科学研究分野, 主任研究員 (10280786)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2021-03-31
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| Keywords | 破骨細胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、破骨細胞分化における膜脂質動態に焦点を当て、分化過程における破骨細胞融合・多核化の機構を解明することを目的とし、さらに、脂質関連分子が関節炎治療の標的となる可能性を見出すことを目指している。
現在までのところ、破骨細胞の融合過程において、ホスファチジルエタノールアミン(PE)の輸送体・ABCB4とABCG1による細胞膜上のPE局在変化と、脂質合成酵素・LPEAT2によるPEの生合成増加が必須であることを解明している。さらに、リン脂質代謝酵素・sPLA2-XIIAが、破骨細胞形成ならびに関節炎発症に関わる可能性を見出している。
また、細胞融合は破骨細胞に限らず特定の細胞種に観察される重要な生命現象であることから、破骨細胞融合で観察された脂質動態が、他の細胞融合現象にも関わるか否かという疑問は、興味深い研究命題である。そこで、多核マクロファージや筋芽細胞といった破骨細胞以外の細胞融合現象について脂質動態を解析したところ、両者ともに融合期に細胞膜外層のPEは増加するものの、ABCB4とABCG1やLPEAT2の脂質動態への関与を見出すことはできなかった。したがって、これらの細胞融合には破骨細胞とは異なる分子によって脂質動態が制御されている可能性があり、種々の細胞融合現象に共通のメカニズムが働いている証拠は得られていない。
次に、我々が見出した脂質動態分子について、siRNAを用いて発現抑制することによって、関節炎治療の新たな医薬品が開発できるのではないかと着想した。siRNA医薬品開発にはsiRNAの安定化が必須であることから、関節炎への応用に先立ち、カチオン性人工オリゴ糖骨格を持つ新奇siRNA安定化化合物を用いて、siRNA安定化方法の確立を試みた。その結果、この化合物とsiRNAの化学修飾を組み合わせることにより、siRNAが飛躍的に安定化することを見出した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
昨年度までの研究に引き続き、破骨細胞以外の細胞融合現象における脂質動態の責任分子の同定を進め、筋芽細胞の融合過程における脂質動態分子の解析を行った。その結果、筋芽細胞において、破骨細胞と同様に融合過程においてPEが細胞膜外層に露出することを見出した。しかし、破骨細胞融合過程において脂質動態を誘導していたABCB4、ABCG1とLPEAT2といった分子が、筋芽細胞融合に関係しているという証拠を得ることは出来なかった。したがって、種々の細胞融合過程において共通の脂質動態機構が働いているという当初の仮説については、現状では否定的である。
また、我々が見出した破骨細胞を分化誘導する脂質関連分子を、関節炎治療に応用することも大きな目標である。申請時の計画では予定していなかったことではあるが、siRNAを用いて脂質動態分子を発現抑制することによって新しい関節炎治療の医薬品を開発できるのではないかと考え、siRNA医薬品を研究している有機化学者と共同で研究を行っている。本年度は、共同研究者らが新奇合成したカチオン性人工オリゴ糖骨格を持つsiRNA安定化化合物について、in vitroにおける生化学的な物性を解析した。その結果、この化合物とホスホロチオエート修飾したsiRNAを組み合わせることにより、生体内で極めて不安定な性質を持つsiRNAが飛躍的に安定化することを見出した。さらに、このカチオン性人工オリゴ糖は、siRNAの遺伝子抑制活性を妨げることがないことも明らかにした。これらの研究成果については、本年度、国際特許出願するとともに、学会発表を行った。さらに、比較的進捗状況が良かったので、この研究成果を論文に纏めて投稿した。
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| Strategy for Future Research Activity |
投稿中の論文について、現在、論文の修正が要求されており、我々が開発しているカチオン性人工オリゴ糖の細胞毒性の有無を検証することが追加実験として必要となっている。我々は、この人工オリゴ糖は細胞毒性を示さないものと考えているが、この点に関して実験を行い、我々の見解の正否を明らかにする。そして、この結果を含めて論文を再投稿する。論文が受諾されなかった場合は、別の雑誌に投稿して掲載を目指す。
また、昨年度出願した国際特許について、出願が拒絶された場合、受諾に向けて修正作業を行う。この際、修正に向けて追加実験が必要な場合は、追加実験を行って特許の再審査を申請する。
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| Causes of Carryover |
科研費の交付期間は本年度で終了する予定であった。しかし、研究成果の論文発表が計画より遅れ、論文を投稿した段階で本年度は終了し、掲載決定に至らなかった。そこで、交付期間を１年間延長し、論文掲載のために必要となる経費を次年度に繰り越した。
次年度は、論文の掲載に必要となる追加実験を実施するための試薬類の購入を予定している。さらに論文掲載料の支出が見込まれる。
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Research Products
(2 results)
