Analyze of nuclear deformation caused by mitochondria dysfunciton in osteocytes

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K18081
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 56020:Orthopedics-related
• Research Institution: National Center for Geriatrics and Gerontology
• Principal Investigator: Watanabe Kenji 国立研究開発法人国立長寿医療研究センター, 研究所 老化ストレス応答研究プロジェクトチーム, 研究員 (90866766)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 加齢性組織変化 / 骨粗鬆症 / ミトコンドリア / 骨代謝制御 / 核膜構造

Outline of Final Research Achievements

Mitochondria dysfunction in osteocytes induced lamin A/C and lamin B expression decline accompanied with nuclear deformation as well as Sost upregulation resulted in bone-loss.
We clarified the lamin A/C and/or lamin C supplementation effectively suppressed nuclear deformation and Sost upregulation in osteocytes. In addition, lamin A/C and/or lamin C knockdown induced nuclear deformation and SOST upregulation. These data indicated that nuclear envelop protein lamin A/C and lamin B expression levels are closely associated with nuclear morphology and bone homeostasis.
Furthermore, we also revealed the ATF4 is a major transcriptional factor for age-related bone loss caused by mitochondrial dysfunction.

Free Research Field

老年医学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究によってミトコンドリア機能不全を起因とした核膜構造異常と骨代謝制御不全の関連性が確認できたことから、加齢依存的に骨量減少が起こる分子機構の一端を明らかにしたと言える。これまで骨細胞が骨代謝機能不全に陥る原因が分かっていなかったが、本研究によってミトコンドリア機能不全を起因とした核膜構造不全によって骨代謝制御異常が起こることが明らかになったことから学術的意義が高い研究であると言える。さらにこの研究成果は骨量減少の予防や治療戦略を立てる為に重要であり、ロコモティブシンドローム発症予防に貢献できことが期待されることから社会的意義の大きな研究であると考えられる。