2020 Fiscal Year Research-status Report
Investigation of mechanisms how the PTH/PTHrP/Sik pathway reglates endochondral bone formation
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20K08872
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| Research Institution | Teikyo University |
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Principal Investigator |
西森 茂樹 帝京大学, 医学部, 講師 (30838488)
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2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | シグナル伝達 / 発生・分化 / 再生医学 / 副甲状腺ホルモン / 副甲状腺ホルモン関連タンパク / 遺伝子改変マウス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、研究代表者らが同定した軟骨細胞及び骨細胞においてPTH/PTHrP（副甲状腺ホルモン／副甲状腺ホルモン関連タンパク）受容体の下流で働く細胞内シグナル伝達系の研究（JCI Insight. 2019及びJCI. 2019にて発表）を発展させ、骨軟骨系細胞の分化を制御するメカニズムを解明することを目的としています。骨粗鬆症（国内の推定患者数約1300万人）、変形性膝関節症（同約1000万人）などの骨・軟骨系疾患の病態を解明し、治療薬 (PTH/PTHrPアナログ) の開発につなげられれば、骨折予防及び関節軟骨組織の維持の観点からも臨床上、大きな意義があります。
具体的には、PTH/PTHrPシグナル伝達系において、促進分子（PTH、PTHrP、Sik (Salt inducible kinase)、Mef2（Myocyte enhancer factor））と抑制因子（HDAC（Histone deacetylase））に区分し、各々の相互作用を解析しています。特に、Sikの機能阻害はPTH/PTHrP投与と同等の作用を発揮することから（JCI. 2019にて発表）、Sik阻害作用を持つ薬物の発見を最終的な目標にしています。
初年度はこれまで進めてきた各種遺伝子改変マウスの組織学上の形態変化の解析に加え、背後で働く分子メカニズムを解明するため、培養細胞によるタンパク量及びタンパクリン酸化の解析、マウスの軟骨細胞から抽出したサンプルを用いた遺伝子発現解析（マイクロアレイ、定量RT-PCR）、マウス組織切片の免疫組織染色、遺伝子発現解析（in situ ハイブリダイゼーション）などを検討しました。
当該年度の業績として、これまで未知だった球形軟骨細胞から扁平軟骨細胞の分化で働く遺伝子をマイクロアレー解析で解明し、動物実験で証明しました（論文作成中）。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
新型コロナ感染症の影響で、前任地のアメリカの研究所で作成・飼育していた各種ノックアウトマウス及びトランスジェニックマウスの輸送が困難で、マウスの飼育が開始できていないため。
ただし、すでに採取済みのマウスのサンプルを用いて、マウスの組織学的研究を進めています。
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| Strategy for Future Research Activity |
最終的な目標であるSik阻害作用を持つ薬物の同定の実験を進めるためには、Sikタンパクを認識する抗体、PTH/PTHrPシグナル系によってリン酸化されたSikタンパクを特異的に認識する抗体が重要です。発見以来の歴史が新しいSikには市販品の良い抗体がなく、リン酸化抗体は市販されていません。良好なSIK抗体を見つけること、リン酸化抗体の自作することを直近の目標としています。良い抗体が得られれば、マウス新生児の肋軟骨から採取した初代培養軟骨細胞をPTHで処理し、PTHによるSikタンパクのリン酸化を抑制する物質をスクリーニングすることができます。
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| Causes of Carryover |
次年度使用額なし
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[Journal Article] Secondary ossification center induces and protects growth plate structure2020
Author(s)
Xie M, Gol'din P, Herdina A, Estefa J, Medvedeva E, Li L, Newton P, Kotova S, Shavkuta B, Saxena A, Shumate L, Metscher B, Grosschmidt K, Nishimori S, Akovantseva A, Fried K, Carlstrom M, Simon A, Gasser C, Kronenberg H, Bastepe M, Cooper K, Timashev P, Sanchez S, Adameyko I, Eriksson A, Chagin A
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Journal Title
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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