2018 Fiscal Year Research-status Report
細胞老化制御タンパク質による新たな骨代謝調節機構の解明と治療への応用
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18K09034
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| Research Institution | Saga University |
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Principal Investigator |
久木田 明子 佐賀大学, 医学部, 准教授 (30153266)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
馬渡 正明 佐賀大学, 医学部, 教授 (80202357)
久木田 敏夫 九州大学, 歯学研究院, 教授 (70150464)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 骨芽細胞 / 骨形成 / 転写因子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
骨粗鬆症や変形性関節症において加齢は重要な危険因子であるが、最近体内に蓄積した老化細胞が病態の原因となることがわかってきた。しかしながら、老化細胞がどのように老化した骨軟骨組織の病態に関与しているか不明な点が多い。申請者らは、細胞の老化制御に関わる２つの塩基性へリックスループヘリックス(bHLH)型転写因子が骨形成に関わる可能性を見出した。本研究では、bHLH型転写因子の骨代謝と骨の老化における役割及びその調節機構を、老齢や若齢の遺伝子欠損マウスを用いて明らかにすることを目的とした。
2種類の遺伝子bHLH型転写因子のノックアウト（KO）マウスと野生型（WT）のマウスの大腿骨の海綿骨量を、μCTスキャナーを用いて解析した結果、どちらKOマウスの場合もWTマウスと比較して骨量が増加していた。まずbHLH-1 (Nupr1) KOマウスを用いて大腿骨の骨形態計測を行ったところ、骨面上の骨芽細胞数の増加や類骨量の増加が見られた。さらに、カルセイン及びテトラサイクリンを用いた２重骨標識を行い骨形成の動的な状態を調べたところ、bHLH-1 KOマウスはWTマウスと比較して骨形成が有意に亢進していた。そこで、bHLH-1 KOとWTの新生児マウスから骨芽細胞前駆細胞を単離して、in vitroにおける骨芽細胞の増殖及び分化能を比較した。その結果、bHLH-1 KOマウス由来の骨芽細胞前駆細胞は増殖能が高く骨芽細胞の分化したときにOsteocalcin, Osteopontin Bone sialoproteinなどの骨芽細胞特異的な遺伝子の発現が顕著に上昇していた。さらにアリザリン染色により骨芽細胞の石灰化能を比較したところ、bHLH-1 KOマウスの骨芽細胞において石灰化が亢進していた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
２種類のbHLH型転写因子KOマウスにおいて、KOマウスの海綿骨骨量がWTマウスと比較し増加しているという結果を得たが、bHLH-1型転写因子KOマウスについては蛍光２重標識法により骨形成が促進していることと新生児マウスの頭蓋冠から単離した骨芽細胞を使用し、実際に骨芽細胞の分化の促進や石灰化が亢進しているということを確認することが出来た。また骨形成促進のメカニズムに関わる興味深い結果も得られている。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在bHLH-1型転写因子KOマウス及びWTマウスを維持しており、今後、老齢マウスの骨量などの解析を行う予定にしている。また、もう一方のbHLH-2 KOマウスについては、現在脛骨の海綿骨の骨形態計測を行っている。それぞれのマウスを使用して骨形成やその促進のメカニズム及び病態モデルを使用した実験などを行う予定としている。
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| Causes of Carryover |
bHLH-2 型転写因子KOマウスについては、マウスの繁殖に困難を生じ当初の予定よりマウスの繁殖に時間を要したため、次年度使用額は現在行っている骨形態計測の解析の費用等に充てる。また、次年度もマウスの維持や病態解析、細胞培養関連器具類、培地等に使用する予定である。
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Research Products
(15 results)
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[Presentation] 黄色ブドウ球菌のプロテインAとIgG複合体による骨破壊促進機構2018
Author(s)
蒲原 麻菜, 徐 祥赫, 白木 誠, 平田 寛人, 張旌旗, 久木田敏夫，山田 作夫, 豊永 憲司, 原 博満, 菖蒲池 健夫, 宮本 比呂志, 久木田明子
Organizer
第71回日本細菌学会九州支部会
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