2021 Fiscal Year Annual Research Report
光遺伝学的手法によるcGMP活性制御に基づく低身長症の治療法の開発
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20K17532
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
廣田 圭昭 京都大学, 医学研究科, 助教 (20852263)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | C型ナトリウム利尿ペプチド / 生体イメージング / 内分泌学 / 骨代謝 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、ライブイメージングを用いて成長板軟骨でcGMPが軟骨細胞の分化に与える影響を明らかにし、さらに光遺伝学的手法によるcGMP産生制御に基づく新たな骨伸長法の確立と低身長症治療への応用を目指すものである。近年、心筋でのCNPの作用において、cGMPとcAMP/PKAシグナル経路間の相互作用が報告されている。CNPの軟骨細胞に対する作用においても同様の相互作用が存在するかを明らかにするために、蛍光スペクトラムの異なるcGMPとPKAのFRETバイオセンサーを軟骨前駆細胞株であるATDC5細胞に共発現させ、分化誘導を行った上でライブイメージングを行った。その結果、CNPによるcGMP上昇が、軟骨細胞の各分化段階で変化しない一方で、PKA活性化が肥大化軟骨細胞への分化に伴い増強されることが明らかとなった。次に、PKAのFRETバイオセンサーを全身に発現したトランスジェニックマウスの胎仔成長板軟骨のライブイメージングを行い、生きた成長板軟骨組織内でCNPによるPKA活性化の時空間的な動態を観察した。その結果、ATDC5細胞での実験結果と同様に、肥大化軟骨細胞においてCNPによるPKA活性化が増強されることが明らかとなった。さらに、これらのCNPによるPKA活性化の生理的意義を検証するために、器官培養条件下でCNPとPKA阻害剤を共添加し、成長板軟骨の長さを測定したところ、PKA活性化の増強が見られる肥大化軟骨細胞層に一致してCNPによる骨伸長効果の減弱が見られた。これらの結果より、CNPによるcGMP濃度上昇を介したPKA活性化は成長板軟骨細胞の分化に伴い増強され、特に肥大化軟骨細胞層の伸長を促進することが明らかとなった。今後は、光遺伝学的cGMP活性化ツールを用いたcGMP活性制御を可能とする実験系の確立に引き続き取り組む予定である。
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Research Products
(2 results)
