2020 Fiscal Year Research-status Report
骨形成不全症に対する骨カップリングを標的とした新規治療薬の開発
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18K15708
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
大幡 泰久 大阪大学, 医学系研究科, 助教 (20805460)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 骨形成不全症 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
骨形成不全症(OI)は主にI型コラーゲンの異常により骨脆弱性を呈する先天性骨系統疾患である。通常骨は破骨細胞による骨吸収と骨芽細胞による骨形成からなる骨カップリングが正常に起こることで骨強度が維持されているがOIではこの骨カップリングに異常があり、破骨細胞による骨吸収が亢進し、病態を増悪していることが知られている。本研究では骨カップリング異常を標的としたOIに対する新規治療の開発を目的とする。OIにおける骨カップリング異常の原因を明らかにするため骨形成不全症モデルマウスのoimマウスより骨髄を採取し、骨芽細胞分化を行った。骨芽細胞分化をRUNX2、ALP、OB-Cadherin、SP7などのマーカー分子が蛋白レベルで発現していることをWestern Blottingで確認した。この骨髄由来骨芽細胞分化条件で破骨細胞誘導性のどのような分子の発現が病態モデルマウスで亢進しているかを確認するためRNAseqを用いて確認したところ、これまでに破骨細胞分化促進機能が報告されているfactor Xの発現が有意に増加していることが明らかとなった。この結果を確認するためサンプル数を増加させReal-time PCRでｍRNAの発現量を解析したがやはり病態を発症するhomozygousマウスで有意に発現量が増加していた。この発現増加の機構を探索するため上記RNAseqの解析を行ったところ、上記factor Xの発現制御に関わるシグナル伝達を担うfactor Yの発現も増加していることが確認された。
本マウスにおける破骨細胞の機能を確認するため、骨髄由来破骨細胞初代培養を試み、M-CSFとRANKLを用いて破骨細胞分化を行うことに成功し、破骨細胞マーカーとして知られるNFATc1、Cathepsin Kの発現を蛋白レベルでWestern Blottingにより確認できた。
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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
本研究において破骨細胞機能の亢進の原因を解明することが、骨カップリング異常を標的とした新規治療法の開発には必要であるが、上記概要に示したように、破骨細胞分化誘導機能が知られているfactor Xが病態モデルマウスで有意に亢進していることを明らかとした。また今回同定されたfactor Xがなぜ発現亢進しているかについても、シグナル伝達経路の一部を担うfactor Yが亢進していることも見出した。これらの病態が明らかになることで、新規治療法の標的を明らかにすることができたため進捗状況はおおむね順調に進展していることとした。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでに見いだされた結果を踏まえて、上記factor Xの上昇が、病態モデルマウスの血中濃度や骨芽細胞初代培養における培養液中でも見られるかELISAを用いて明らかにする。またfactor Yの発現上昇についてもサンプル数を増加し、Real-time PCRによりその発現上昇を確認する。これらの解析でこれまでに見いだされた治験の確からしさを確認したうえで、上記シグナル伝達を抑制する薬剤の、本病態に及ぼす影響を、上記の破骨細胞初代培養の実験で確認する。
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| Causes of Carryover |
骨形成不全症モデルマウスの繁殖は実験遂行のため必要であるため、次年度に使用する。また分子生物学的実験も遂行する必要があり、こちらも次年度に使用する。
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[Journal Article] Clinical Practice Guidelines for Hypophosphatasia*2020
Author(s)
Michigami Toshimi、Ohata Yasuhisa、Fujiwara Makoto、Mochizuki Hiroshi、Adachi Masanori、Kitaoka Taichi、Kubota Takuo、Sawai Hideaki、Namba Noriyuki、Hasegawa Kosei、Fujiwara Ikuma、Ozono Keiichi
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Journal Title
Clinical Pediatric Endocrinology
Volume: 29
Pages: 9～24
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] Pathogenic Variants of GNAS Gene Generating Abnormal Amino Acid Sequences in the β6 Strand / α5 Helix of Gsα in 2 Unrelated Japanese Patients with Pseudohypoparathyroidism 1A / Pseudopseudohypoparathyroidism2020
Author(s)
Yasuhisa Ohata, Haruna Kakimoto, Yasuki Ishihara, Makoto Fujiwara, Shinji Takeyari, Taichi Kitaoka, Hirofumi Nakayama, Yukako Nakano, Kenichi Yamamoto, Chieko Yamada, Takeshi Ishimi, Takuo Kubota, Keiichi Ozono
Organizer
American society for bone mineral research annual meeting
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