2020 Fiscal Year Research-status Report
スクレロスチン制御に関わる核蛋白質による骨形成及び骨細胞の機能調節機構の解明
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19K09553
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| Research Institution | Saga University |
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Principal Investigator |
馬渡 正明 佐賀大学, 医学部, 教授 (80202357)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
久木田 明子 佐賀大学, 医学部, 准教授 (30153266)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 転写制御因子 / 骨形成 / 骨芽細胞 / 骨細胞 / 細胞骨格 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
骨細胞は骨芽細胞が成熟し骨の中に埋め込まれた細胞で、骨全体にネットワークを形成し、骨代謝にも関わっている。転写制御機能を持つ核蛋白質Nupr1は骨芽細胞の一部や骨細胞に高く発現しており、Nupr1の遺伝子欠損（KO）マウスでは骨芽細胞の増殖さらに骨形成が亢進していた。これには、Nupr1KOマウスの骨芽細胞や骨細胞におけるスクレロスチンの発現の低下、Wntシグナルの亢進が関与することが示唆された。一方、Nupr1遺伝子欠損マウスの骨細胞では細胞突起の形成が減少していた。そこで、本年度は野生型（WT）及びNupr1KOマウスの骨から骨細胞を単離し、DNAマイクロアレイ解析による網羅的遺伝子発現の比較解析を行った。WTと比較するとNupr1KOマウスの骨細胞ではSurvivalに関連するBcl-XLやオートファージ関連タンパク質Foxo3の発現が亢進していた。また、Dstnなどの骨細胞が発現する遺伝子の発現が低下しており、さらに、アクチンやミオシンおよびその結合タンパク質の発現が減少していた。Go Ontology解析を行ったところ、細胞骨格、微小管形成、細胞突起形成の関与する遺伝子群の変動が多く見られた。そこで、さらに変動遺伝子を抽出したところ、Nupr1KOマウスで低下するいくつかの候補遺伝子が明らかとなった。一方、OVXによる骨粗鬆症モデルマウスを作成し、WTとKOマウスの骨量の減少を比較した。WTと同様にKOマウスではOVXにより骨量が低下していたが、骨量の減少率には大きな違いが見られなかった。
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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
野生型とNupr1遺伝子欠損マウスの骨細胞が発現する遺伝子のDNAマイクロアレイ解析及びその結果の解析を行ったところ、骨細胞においてNupr1が制御する標的遺伝子の候補遺伝子群が明らかとなった。現在、これらの遺伝子についてWTとKOマウスにおける発現や骨芽細胞の培養系での発現と機能の解析を進めている。一方、骨粗鬆症の病態モデルを用いて、野性型とNupr1KOマウスの骨の病態を比較し、その結果を得ることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
DNAマイクロアレイ解析で明らかにされた候補遺伝子と骨形成との関連について、明らかにしていく。細胞培養系とshRNAレンチウイルス感染による発現抑制を用いた、候補遺伝子の機能の解析を行う。さらに、これらの候補遺伝子の骨細胞の形態や細胞骨格や細胞間のネットワークにおける作用を解析する。
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| Causes of Carryover |
DNAマイクロアレイ解析の一部を別の予算で補うことができたことと学会がWeb開催であったため、次年度使用額が生じた。しかしながら、DNAマイクロアレイ解析で明らかとなった候補遺伝子の解析のための細胞培養には高価なサイトカインを必要とすることが分かった。次年度使用額は細胞培養に添加するサイトカインの費用や、試薬キット、抗体などに使用する。
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Research Products
(4 results)
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[Journal Article] PMEPA1 and NEDD4 control proton production of osteoclasts by regulating vesicular trafficking2021
Author(s)
75.Hirata H, Xu X, Nishioka K, Matsuhisa F, Kitajima S, Kukita T, Murayama M, Urano Y, Miyamoto H, Mawatari M, Kukita A
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Journal Title
FASEB J.
Volume: 35
Pages: e21281
DOI
Peer Reviewed
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