AKAP13を用いた骨代謝調節機構の解明

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K08465
• Research Institution: Chiba University
• Principal Investigator: 小出 尚史 千葉大学, 大学院医学研究院, 講師 (30507223)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田中 知明 千葉大学, 大学院医学研究院, 教授 (50447299)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 骨形成 / 骨芽細胞 / 骨粗鬆症

Outline of Annual Research Achievements

AKAP13ヘテロノックアウトマウスでは、骨粗鬆症様の変化を認め、骨形成は低下、骨芽細胞数は低下していた。一方で破骨細胞数には有意差は認めず、骨吸収へは大きな影響を及ぼしていなかった。従って、AKAP13は骨形成に関与するものと考えられ、また大腿骨のmRNA解析ではヘテロマウスでRUNX2の低下が認められ、骨形成の極早期の段階での関与が示唆されている。
AKAP13骨特異的コンディショナルノックアウト(cKO)マウスを用いた検討では、骨密度・骨梁幅・骨梁数の低下と骨梁間隙の増大を認め、骨粗鬆症様変化をもたらした。
MC3T3-E1細胞でのLbc(humanAKAP13)高発現(OE)は、コントロールと比較して、b-カテニンの核内局在の増加が観察され、Wnt3a添加により増強した。Akap13 ノックダウンによりLef1 mRNA発現を有意に減少させ、他のWnt関連遺伝子発現には有意な変化を認めなかった。
Lbc OEはRhoA活性を増加させたが、guanine-nucleotide exchange factor(GEF)欠失Akap13変異体導入ではRhoA活性の増加を認めなかった。Lbc OEはAlp mRNA発現を有意に増加させた。Akap13 KDは、RhoA 導入量依存的にAlp遺伝子発現低下の増強傾向を示した。Lbc OEのMC3T3-E1細胞におけるRho阻害剤添加は、Wnt3a誘導性b-カテニンの核内局在の減少を示し、Akap13のb-カテニンへの作用が、RhoA活性化を介していることが示唆された。
以上の結果から、AKAP13はRhoA活性化を介した経路により、Wnt3a誘導性b-カテニンの核内移行を促進し、Lef1遺伝子を制御することで、骨形成関連遺伝子発現に寄与していることが示唆された。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

実験結果をもとに、解析の方向性が若干変化しているもののおおむね順調である。

Strategy for Future Research Activity

cKOマウスの表現型評価目的に、組織学的解析、遺伝子発現解析の最終確認を行う。並行して、ノックダウンおよび高発現の細胞から、RNAシークエンスを用いて遺伝子発現解析を行い、AKAP13を用いた新たな骨形成メカニズム解明を目指す。

Causes of Carryover

次年度使用額が無いため、記入しない。

Remarks

2021年1月千葉大学大学院医学研究院　医学博士号学位論文審査