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2020 Fiscal Year Research-status Report

ファーストメッセンジャーとしてのリンとその感知機構の解明

Research Project

Project/Area Number 20K17301
Research InstitutionFukuoka University

Principal Investigator

高士 祐一  福岡大学, 医学部, 講師 (50803524)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Keywordsリン / 線維芽細胞増殖因子受容体1 / Ⅲ型ナトリウム-リン共輸送体
Outline of Annual Research Achievements

我々はこれまでの研究の中で、リンがファーストメッセンジャーとして作用し、特に骨においては線維芽細胞増殖因子受容体1(fibroblast growth factor receptor 1: FGFR1)がリン感知受容体として機能しているとの着想に至った。そこで本研究では、リンによるFGFR1活性化の分子基盤を解明すること、また骨以外の臓器を含めたFGFR1の機能と臨床的意義について明らかにすることを目的とした。
現在まで我々は、骨におけるリン感知受容体であるFGFR1のさらなる上流の制御分子として、Ⅲ型ナトリウム-リン共輸送体の関与を見出している。Ⅲ型ナトリウム-リン共輸送体にはSlc20a1遺伝子のコードするPiT1とSlc20a2遺伝子のコードするPiT2の2種類が知られている。siRNAを用いたノックダウン実験から、骨におけるリンによるFGFR1の活性化には、PiT2ではなくPiT1が関与していることを明らかとした。これらの成績により、細胞外リンはⅢ型ナトリウム-リン共輸送体であるPiT1を介して細胞内に取り込まれ、細胞内からリガンド非依存的にFGFR1を活性化している可能性が示唆された。
また、野生型マウスにFGFR阻害剤であるNVP-BGJ398を投与した実験からは、副甲状腺におけるリン感知にもFGFR1が関与していることが示された。さらに、作製した骨特異的FGFR1欠失マウスを長期飼育したところ、本マウスはコントロールマウスに比して有意に短命であることが明らかとなった。すなわち、骨のFGFR1は血中リン濃度調節、高リン血症発症防御を介して、生存率の向上にも寄与していることが明らかとなった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

GFP-Trap法を用いたLC-MS/MS解析を予定しているが、GFP付加FGFR1発現細胞の作製がやや遅れている。GFP付加FGFR1のベクターは既に作製済みであるが、本ベクターの強制発現の系では、GFP付加FGFR1が本来の発現場所である細胞膜に局在しないことが判明した。そこで、安定発現細胞株の作製に切り替えて現在実験を進めている。また、Pth-Creマウスを用いた副甲状腺特異的FGFR1欠失マウスの作製がやや遅れている。COVID-19の感染拡大に伴い、動物実験は進捗の遅れを余儀なくされている。代替案として、野生型マウスにFGFR阻害剤を投与する実験を先行して行った。

Strategy for Future Research Activity

GFP-Trap法を用いたLC-MS/MS解析の施行を目指し、GFP付加FGFR1安定発現細胞株の作製を引き続き進めていく。本法によっても、FGFR1の細胞膜への局在が得られない場合は、標識するGFPの分子量に問題がるものと考え、より低分子の標識をゲノム編集の技術を用いて内因性のFGFR1に付加する方策を試みる予定としている。また、Pth-Creマウスを用いた副甲状腺特異的FGFR1欠失マウスの作製、およびSM22-Creマウスを用いた血管平滑筋FGFR1欠失マウスの作製は、in vivo実験の特性上代替案に乏しく、引き続き作出を進め、可及的速やかに解析に移ることを目指す。

Causes of Carryover

COVID-19感染拡大の影響でマウスを用いた動物実験に遅れが生じたため、当該助成金が生じた。翌年度分として請求した助成金に加えて、マウスの飼育費用およびマウス関連の実験・解析費用として充填する。

  • Research Products

    (5 results)

All 2020

All Presentation (5 results) (of which Invited: 4 results)

  • [Presentation] FGF23とリン代謝2020

    • Author(s)
      髙士祐一
    • Organizer
      第38回日本骨代謝学会学術集会
    • Invited
  • [Presentation] 骨によるリン感知機構2020

    • Author(s)
      髙士祐一
    • Organizer
      第38回日本骨代謝学会学術集会
    • Invited
  • [Presentation] 骨特異的FGFR1欠失マウスを用いた リン感知分子としてのFGFR1の解析2020

    • Author(s)
      髙士祐一
    • Organizer
      第20回日本内分泌学会四国支部学術集会
  • [Presentation] リンと生活習慣病2020

    • Author(s)
      髙士祐一
    • Organizer
      第18回日本機能性食品医用学会総会
    • Invited
  • [Presentation] FGF23によるリン代謝調節とくる病・骨軟化症~新規治療薬クリースビータへの期待~2020

    • Author(s)
      髙士祐一
    • Organizer
      第20回日本内分泌学会四国支部学術集会
    • Invited

URL: 

Published: 2021-12-27  

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