Alterations of Osteoclast/Osteoblast Coupling in CKD-MBD

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K17749
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 53040:Nephrology-related
• Research Institution: Osaka City University
• Principal Investigator: Nagata Yuki 大阪市立大学, 大学院医学研究科, 講師 (20779483)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 破骨細胞 / 骨芽細胞 / カップリング因子 / CKD / 副甲状腺ホルモン

Outline of Final Research Achievements

Chronic Kidney Disease-Mineral and Bone Disorder (CKD-MBD), with secondary hyperparathyroidism, result in the development of high turnover bone metabolism and osteodystrophy. We investigated osteoclast/osteoblast coupling factors EphrinB2/EphB4 in CKD. Both in vitro and in vivo experiments, osteoclast/osteoblast-derived EphrinB2/EphB4 expressions was increased by PTH and suppressed by anti-receptor activator of NF-κB ligand (RANKL) antibody. In contrast, soluble RANKL promote osteoclast formation and increased EphrinB2 expression in vivo. CKD mice established by unilateral nephrectomy and contralateral renal artery ligation. Those mice exhibited secondary hyperparathyroidism and facilitated bone turnover, as well as increased EphrinB2/EphB4 expressions in osteoclasts/osteoblasts, compared to Sham-operated mice. Additionally, another coupling factors, Cthrc1 and Waif1 were similarly altered in CKD and PTH treated mice.

Free Research Field

代謝内分泌

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

CKD-MBDでは、二次性副甲状腺機能亢進症によってPTHが持続的高値を呈した結果、骨吸収優位の高骨代謝回転となり、骨病変の病因となる。本研究により、PTHによって刺激された骨芽細胞のRANKL発現を介して、破骨細胞/骨芽細胞カップリング因子が増大するメカニズムが明らかとなり、CKD-MBDの骨組織における破骨細胞/骨芽細胞カップリング因子でも同様に、過剰なPTHによって増大することが明らかとなった。この機構が明らかになったことで、CKD-MBDにおける骨病変の原因の一端を解明につながる可能性があり、本研究はトランスレーショナルリサーチとして、非常に重要と考えられた。