2018 Fiscal Year Research-status Report
α-ヒドロキシ酪酸とその代謝産物を用いた細胞分化誘導
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18K09642
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| Research Institution | Ohu University |
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Principal Investigator |
前田 豊信 奥羽大学, 歯学部, 准教授 (10382756)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岡田 英俊 奥羽大学, 歯学部, 教授 (40275623)
加藤 靖正 奥羽大学, 歯学部, 教授 (50214408)
阿部 匡聡 奥羽大学, 歯学部, 講師 (10254872)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | GPR81 / 細胞分化 / 骨形成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
α-ヒドロキシ酪酸の分化誘導能を検討した結果、間葉系細胞において、骨芽細胞への強い誘導能を有していた。これは、GPR81リガンドである乳酸やプロピオン酸でも同様であった。GPR81経路をより明確にするために、GRP81のshRNAを導入すると、この反応は消失した。また、Monocarboxylate transporterの強制発現を行ったが、対照と明確な差が観察出来なかった。予備検討の結果から骨形成促進経路の一部には、スクレロスチンの分泌制御が関わっている可能性が示唆された。また、分化制御を担う転写因子であるFoxO1，FoxP1とMsx1については、現在のところ影響を見いだせていない。この現象から、α-ヒドロキシ酪酸やGPR81リガンドは、間葉系幹細胞を骨形成に強く誘導し、逆に脂肪分化は抑制されることが予想された。しかし、高濃度α-ヒドロキシ酪酸や乳酸の添加は、分化した脂肪前駆細胞の分化を抑制するのではなく、強く脂肪分化を行い、有意に脂肪滴の蓄積増加を増加させた。これは、間葉系幹細胞を脂肪分化に誘導する培養条件で培養しても同様であった。一方、この条件で培養を行っても、石灰化促進は認められなかったし、同様に骨芽細胞分化を促進する条件に、α-ヒドロキシ酪酸やGPR81リガンドを添加しても、脂肪分化促進は観察されなかった。このことは、GPR81リガンドがダイレクトリプログラミングを実施するにあたり直接影響を及ぼすものではなく、むしろ分化のアクセラレーターの役割を演じている可能性を示唆している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
α-ヒドロキシ酪酸の脂肪細胞への分化制御効果は、研究着手当初"影響を及ぼさない"，もしくは"抑制する"ことを想定していた。しかしながら、大きく異なる結果を得たために、本現象がMonocarboxylate transporterの影響を受けていないのかを、慎重に解析する必要が生じた。現在この点と、下流シグナルの解析を行っているため、当初の研究計画よりも遅延が生じている。しかしながら、これらの解析は、19年度に実施を予定していたもので、事業計画全体を通して、遅延が生じているものではない。
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| Strategy for Future Research Activity |
α-ヒドロキシ酪酸は、有意な脂肪分化促進を示したが、この現象とC/EBPαやPPARγとの関連は、現在のところ見いだせていない。また、この現象は、3-isobutyl-1-methylxanthineを欠如させた条件でも維持されるが、dexamethasoneやinsulinの欠乏下では、維持できなかった。このことから、脂肪分化の初期に関与するC/EBPβ，C/EBPδあるいはX-box binding proteinの関与について解析を行う予定である。また、トリアシルグリセロールの合成と蓄積能について、分子生物学的解析を加えていく。
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| Causes of Carryover |
in vitro 解析結果の一部が、当初予想していたものと正反対のものであったため、2019年度以降実施予定であった、シグナル経路の解析を詳細に行うようにした。そのため、2018年度実施予定の機能解析の一部が未実施であり、その所要額差額が発生している。未実施の部分については、2018年度から実施している解析の一部が終了次第、順次実施する。
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