Identification and functional elucidation of a novel transport factor in osteoclasts

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K10092
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 57020:Oral pathobiological science-related
• Research Institution: Nagasaki University
• Principal Investigator: Fukuma Yutaka 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 技術職員 (50253688)
• 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) ; 坂井 詠子 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 助教 (10176612)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: Rabタンパク質 / 破骨細胞 / 新規輸送因子

Outline of Final Research Achievements

Osteoclasts release lysosomal protons and proteolytic enzymes from a unique membrane structure called "ruffled border" during bone resorption. We identified a novel protein, Rab44, from among the genes whose expression increases as maturation into osteoclasts with this unique membrane structure progresses. In this study, in order to further explore the molecular mechanisms of Rab44, we identified effector molecules that bind to Rab44 as an in vitro analysis. Furthermore, as an in vivo analysis, we prepared Rab44-knockout mice and analyzed changes in bone tissue and bone metabolism in wild and Rab44-knockout mice.

Free Research Field

歯科薬理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

Rab44は細胞内の膜輸送を制御する分子スイッチであると考えられる。Rabはエフェクターと呼ばれる結合分子と協調的に働くことで小胞輸送やオルガネラの動態を制御する。この解明により、なぜ破骨細胞ではリソソームがRab44依存的に分泌されるのかの分子基盤が解明される。さらにRab44の破骨細胞の多核化のメカニズムを膜輸送や小胞輸送という切り口から明らかにできる可能性がある。また遺伝子異常により、破骨細胞機能が活性化されることから、歯周病やリュウマチなど骨代謝疾患の新しい病態の解明に繋がる可能性がある。