Elucidation of the function of novel autophagy regulators related to oxidative stress and bone resorption

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K10055
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 57010:Oral biological science-related
• Research Institution: Nagasaki University
• Principal Investigator: Sakai Eiko 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 助教 (10176612)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 筑波 隆幸 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 教授 (30264055) ; 山口 優 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 助教 (50823308)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 破骨細胞 / 骨吸収 / オートファジー / 酸化ストレス

Outline of Final Research Achievements

To elucidate the roles of the novel autophagy regulator Rufy4 on osteoclast differentiation and bone resorption, we have performed analysis using Rufy4 gene knockdown and overexpressing cells. Suppression of Rufy4 gene expression by the siRNA shows no abnormalities in osteoclast formation, but bone resorption was markedly inhibited. Conversely, in cells overexpressing the Rufy4 wild-type gene, there was no abnormality in osteoclast formation, but bone resorption was promoted. Moreover, overexpression of the RUN domain deletion mutant of Rufy4 promoted osteoclast formation but decreased bone resorption. These results suggest that Rufy4 is responsible for the regulation of bone resorption through the RUN domain that interacts with Rab7, and this study revealed a new function of the novel autophagy regulator Rufy4 in osteoclastogenesis.

Free Research Field

歯科薬理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究によってRufy4がオートファジー制御因子としての機能のみならず破骨細胞分化と骨吸収においても重要な役割を持つことが明らかになった。学術的には、RUNドメインの欠失体過剰発現細胞でosteomorph様構造が多数観察され、破骨細胞のfissionやfusionに対するRUNドメインの重要性が示唆された。今回の成果を基にしたRufy4のRUNドメインによる新たな破骨細胞分化制御機構の更なる解明が期待される。社会的には、特にRufy4のRUNドメイン構造が骨吸収活性を制御しているという知見は、骨粗鬆症や関節炎リウマチなどの硬組織疾患に対する創薬を考える上で有意義な情報であると思われる。