2021 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 – 2023-03-31
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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している。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。骨芽細胞分化マーカーが発現していることを確認し、分化誘導の成功を確認した。この条件下でoimマウス由来細胞では破骨細胞誘導が促進していることを、TRAP染色や破骨細胞分化マーカーの発現で確認した。破骨細胞分化亢進の誘因となる分子を網羅的に探索するためRNAseqを行ったところ、これまで別の破骨細胞分化促進が報告されている疾患でその病因であることが報告されているfactor Xの発現がOIにおいても有意に増加していることが明らかとなった。この発現増加の機構を探索するため上記RNAseqのデータをontology解析したところ、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。
このfactor Xがoimマウス血清で濃度増加していないかELISA法で確認したが、血清中ではほぼ検出感度以下であった。そこで次に骨芽細胞分化条件での培養上清中の濃度を測定したが、野生型マウスとoimマウス由来培地において有意な差は見出させなかった。このことは上記培養実験ではfactor X産生細胞の細胞数をそろえることができていないことが示唆され、factor X産生細胞の同定が必要であることが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
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、別の疾患で破骨細胞分化誘導機能が知られているfactor XがOIの病態モデルマウス由来骨芽細胞初代培養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の発現亢進機序についても、シグナル伝達経路の一部を担うfactor Yが亢進しており、本病態に寄与していることが示唆される知見を得た。これらの結果は、factor XやYを標的とした新規治療法の開発に発展することが期待されるが、本年度明らかにする予定であった骨芽細胞初代培養における培養液中での発現増加を明らかにできず、そのためにはfactor X産生細胞の同定が必要であると考えられたが、未解明であるため、「やや遅れている」とした。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究で見いだされたfactor X産生細胞を同定するため、single cell RNAseqを行う。また破骨細胞自体にも野生型マウス骨髄由来とoimマウス骨髄由来の間に差がないか確認するため、初代培養破骨細胞分化誘導条件でRNAseqを行い比較を行う。
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| Causes of Carryover |
本研究で見いだされたfactor Xの発現細胞を探求するため、single cell RNAseqを行う必要が生じた。本実験遂行には準備が必要であるため、本実験を次年度に使用する必要が生じた。そのため本実験の遂行に必要である820,000円を次年度使用予定額として補助事業期間延長を申請し受理された。
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Research Products
(10 results)
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[Presentation] Genotype-phenotype analysis and the importance of the zinc binding site of PHEX using 3D structure modeling in Japanese patients with X-linked hypophosphatemic rickets2021
Author(s)
Y. Ohata, Y. Ishihara, S. Takeyari, T. Kitaoka, M. Fujiwara, Y. Nakano, K. Yamamoto, C. Yamada, K. Yamamoto, T. Michigami, H. Mabe, T. Yamaguchi, K. Matsui, I. Tamada, N. Namba, A. Yamamoto, J. Etoh, A. Kawaguchi, R. Kosugi, K. Ozono, and T. Kubota
Organizer
American society for bone mineral research annual meeting
Int'l Joint Research
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