2019 Fiscal Year Research-status Report
破骨細胞分化における選択的スプライシングによる骨代謝制御機構の解明
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18K09053
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
早田 匡芳 東京理科大学, 薬学部生命創薬科学科, 准教授 (40420252)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 破骨細胞 / RNA結合タンパク質 / 核内構造体 / 選択的スプライシング / 骨代謝 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
破骨細胞分化誘導因子RANKLの下流で機能する転写因子やシグナル伝達のネットワークについては、かなり研究されてきているが、転写後調節による破骨細胞分化制御については、不明な点が多い。これまでの研究により、CCR4-NOT複合体の構成因子であるCnot3が、RANKLの受容体であるRANK mRNAの安定性を負に制御することで、破骨細胞分化を抑制することが明らかにされた。そこで、我々は、他のシステムでCCR4-NOT複合体と協働するRNA結合タンパク質CPEBファミリーに着目した。マウスRAW264.7細胞では、RANKL処理によって、Cpeb1-4のうち、Cpeb4のみ、遺伝子発現が上昇することを見出したので、以後、Cpeb4に着目した。Cpeb4はマウス骨髄由来のマクロファージからの破骨細胞分化誘導系でも発現が増加した。Cpeb4のスプライシング異常が、自閉症スペクトラム障害と関連していることを受けて、Cpeb4の転写バリアントを調べたところ、RAW264.7細胞および破骨細胞ではバリアント２とバリアント３が発現していた。Cpeb4は、通常条件では、細胞質に局在していたが、RANKL処理によって、細胞質に加えて、特徴的な形態を示す核内構造体に局在した。核内構造体は、RNAスプライシングなどが行われるが、カハール体マーカーCoilinと核スペックルマーカーのSC-35と共染色を行ったが、共局在は認められなかった。この核内構造体への局在は、RANKL処理後９時間以降に認められ、また、Nfatc1の活性化経路またはPI3K-Akt経路が必要だった。さらに、shRNAによるCpeb4枯渇RAW264.7細胞は、破骨細胞分化の顕著な抑制および破骨細胞分化マーカー遺伝子の顕著な減少を示した。以上の結果から、Cpeb4は、破骨細胞の新規ポジティブ制御因子であることが明らかになった。
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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
細胞を用いた実験により、破骨細胞分化におけるCpeb4の動態を明らかにし、細胞レベルでは、Cpeb4が破骨細胞分化に必要な因子であることが明らかにしたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後、破骨細胞特異的Cpeb4欠損マウスを用いて、正常の骨代謝、骨粗鬆症、関節リウマチなどの病態時におけるCpeb4の役割を明らかにしていく。
Cpeb4が局在する核内構造体の同定及び、細胞質および核内構造体における標的RNAを同定し、Cpeb4が選択的スプライシングを含むRNAプロセシングにどのように関与しているかを明らかにしていく。
破骨細胞分化過程におけるCpeb4制御ネットワークの総合的解明を目指す。
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| Causes of Carryover |
計画的に物品を購入したが、136円という少額の端数がでてしまったため。
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