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2020 Fiscal Year Annual Research Report

消化管メカノセンシングによる骨恒常性維持機構の解明

Research Project

Project/Area Number 19K22712
Research InstitutionNational Institute for Physiological Sciences

Principal Investigator

丸山 健太  生理学研究所, 生体機能調節研究領域, 特別協力研究員 (60724119)

Project Period (FY) 2019-06-28 – 2021-03-31
Keywords腸蠕動 / 腸炎 / 骨粗鬆症 / 腸内細菌 / Piezo1 / リボ核酸
Outline of Annual Research Achievements

我々の血圧は常に一定に保たれるよう調節されているが、こうした恒常性の維持は血管に発現するPiezo1と呼ばれる機械刺激受容体が担っている。Piezo1は腸でも発現していることが知られているが、腸のPiezo1がどのような生理機能をはたしているのかは不明であった。今回、遺伝子改変マウスを駆使した研究によってこの謎に挑んだところ、糞便中に含まれる腸内細菌由来のリボ核酸 (RNA) が腸のPiezo1を活性化することでセロトニンの産生を誘導していることが明らかとなった。これまでの研究でセロトニンは骨形成を抑制するホルモンであることが報告されていたが、Piezo1をマウスの腸で特異的に欠損させると血中のセロトニン濃度が顕著に低下した。また、当該マウスでは腸でのセロトニンの産生障害を反映して骨形成が亢進し、骨量が増加していた。さらに、RNA分解酵素を老齢マウスに注腸することで腸内のRNAを除去したところ、血中セロトニン濃度の低下をともなった骨量の上昇が観察された。これらの結果は、糞便中のRNAがPiezo1を介して腸と骨の恒常性を維持していることを示唆すると同時に、腸内RNA量の制御によって骨粗鬆症を予防できることを意味している (Cell, 2020)。

  • Research Products

    (10 results)

All 2021 2020 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (1 results) (of which Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] ARMI(オーストラリア)

    • Country Name
      AUSTRALIA
    • Counterpart Institution
      ARMI
  • [Journal Article] Senso-immunology: crosstalk between nociceptive and immune systems.2021

    • Author(s)
      Maruyama K*.
    • Journal Title

      FEBS J

    • DOI

      10.1111/febs.15846. Online ahead of print.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 感覚免疫学2021

    • Author(s)
      丸山健太
    • Journal Title

      ブレインサイエンスレビュー2021

  • [Journal Article] Zinc finger protein St18 protects septic death by inhibiting VEGF-A from macrophages.2020

    • Author(s)
      Maruyama K*, Kidoya H, Takemura N, Sugisawa E, Takeuchi O, Kondo T, Eid MMA, Tanaka H, Martino MM, Takakura N, Takayama Y, Akira S, Vandenbon A, Kumagai Y.
    • Journal Title

      Cell Rep

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2020.107906.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] RNA sensing by gut Piezo1 is essential for systemic serotonin synthesis.2020

    • Author(s)
      Sugisawa E, Takayama Y, Takemura N, Kondo T, Hatakeyama S, Kumagai Y, Sunagawa M, Tominaga M, Maruyama K*.
    • Journal Title

      Cell

      Volume: 182 Pages: 609-624

    • DOI

      10.1016/j.cell.2020.06.022.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Enhancing the regenerative effectiveness of growth factors by local inhibition of interleukin-1 receptor signaling.2020

    • Author(s)
      Julier Z, Karami R, Nayer B, Lu YZ, Park AJ, Maruyama K, Kuhn GA, Muller R, Akira S, Martino MM*.
    • Journal Title

      Sci Adv

    • DOI

      10.1126/sciadv.aba7602.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 腸内細菌RNAのセロトニン誘導による腸と骨の恒常性の制御2020

    • Author(s)
      丸山健太
    • Journal Title

      バイオサイエンスとインダストリ―

      Volume: 79 Pages: 34-35

  • [Journal Article] 腸のPiezo1はセロトニン産生を介して腸と骨の恒常性を調節する2020

    • Author(s)
      丸山健太
    • Journal Title

      実験医学

      Volume: 38 Pages: 3256-3258

  • [Presentation] “微生物による骨破壊のメカニズム”2021

    • Author(s)
      丸山健太
    • Organizer
      日本解剖学会総会・日本生理学会大会 合同シンポジウム
    • Invited
  • [Remarks] Molecular Gerontology

    • URL

      https://www.moleculargerontology.com/

URL: 

Published: 2021-12-27  

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