2021 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of the role of sclerostin in growth and development process of bone
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19K10395
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| Research Institution | Matsumoto Dental University |
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Principal Investigator |
中村 美どり 松本歯科大学, 歯学部, 准教授 (90278177)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中村 浩志 松本歯科大学, 歯学部, 講師 (00278178)
宇田川 信之 松本歯科大学, 歯学部, 教授 (70245801)
大須賀 直人 松本歯科大学, 歯学部, 教授 (80247535)
山下 照仁 松本歯科大学, 総合歯科医学研究所, 准教授 (90302893)
上原 俊介 松本歯科大学, 歯学部, 講師 (90434480)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 破骨細胞 / 骨芽細胞 / 骨細胞 / 軟骨細胞 / 骨代謝カップリング / スクレロスチン / RANKL / BMP |
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| Outline of Annual Research Achievements |
骨組織における骨細胞の役割は永年不明であったが、骨細胞はスクレロスチンというタンパク質を特異的に分泌していることが発見され、スクレロスチンには骨形成抑制作用があることが報告された。骨誘導因子(BMP)は、骨基質中に存在し、異所性骨形成を誘導するタンパク質である。そこで、リコンビナントBMP-2誘導性異所性骨におけるスクレロスチンの発現を解析した。BMP-2を浸漬したコラーゲンペレットを生後7週齢雄のC57BL/6マウスの右側大腿部内側の筋膜下に移植し、誘導された異所性骨では、マイクロCTにおいて、BMPペレット外周に石灰化像を認めた。組織学的解析では軟骨様組織と骨様組織を認めた。抗スクレロスチン抗体を用いた免疫染色では、軟骨細胞においてスクレロスチンの発現を認め、骨様組織中にもスクレロスチン陽性骨細胞の出現を認めた。以上の結果より、BMP誘導性異所性骨において、骨細胞および軟骨細胞において、スクレロスチンの発現が認められた。
スクレロスチンの遺伝子欠損マウスは、骨形成が亢進し骨量が増加する。そこで、我々が作製したスクレロスチンの遺伝子欠損マウス（スクレロスチン-GFPノックインマウス）に抗RANKL中和抗体を投与し、骨吸収を抑制した条件における骨形成について解析した。抗RANKL抗体投与は、正常マウスとスクレロスチン欠損マウスの一次海綿骨量を増加させた。骨形態計測の解析による骨芽細胞数や骨石灰化速度の骨形成マーカーは、vehicle投与群と比較して、抗RANKL抗体投与した正常マウスではほぼ完全に抑制された。一方、スクレロスチン欠損マウスでは抗RANKL抗体投与により、これらのパラメーターの約2/3が抑制された。以上の実験結果は、抗RANKL抗体の投与が骨吸収を阻害し、骨細胞のスクレロスチン発現を増加し、海綿骨の骨形成を抑制することを示唆している。
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[Journal Article] Osteoclast differentiation by RANKL and OPG signaling pathways.2021
Author(s)
Udagawa N, Koide M, Nakamura M, Nakamichi Y, Yamashita T, Uehara S, Kobayashi Y, Furuya Y, Yasuda H, Fukuda C, Tsuda E
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Journal Title
J Bone Miner Metab
Volume: 39
Pages: 19-26
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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