2021 Fiscal Year Research-status Report
機械的受容体シグナルを応用した新規硬組織形成誘導法の開発
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20K18760
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| Research Institution | Tokyo Medical and Dental University |
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Principal Investigator |
杉本 明日菜 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 助教 (80823830)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | PIEZO1 / 機械的受容体 / 間葉系幹細胞 / 硬組織形成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
細胞外圧環境は，骨の形成維持に影響を及ぼすことが知られている。これまでに細胞外圧負荷による間葉系幹細胞の骨芽細胞系細胞への分化にピエゾ型機械受容イオンチャネル１（PIEZO1）が関与することを明らかにしてきた。
本研究では，より詳細なPIEZO1の骨芽細胞系細胞への分化誘導メカニズムを解明し，その結果をマウスモデル（頭蓋冠欠損および象牙質欠失モデル）にて検証することでPIEZO1シグナルを応用した，新規硬組織形成法の開発を目指す。
PIEZO1はカルシウム透過性イオンチャネルであり，侵害性機械刺激のセンサーとして働く。N末およびC末が細胞内に存在する膜貫通型のタンパク質であり，そのC末側にはR-Ras結合ドメインと呼ばれるアミノ酸構造を持つ。Rasタンパク質はその下流でMAPキナーゼ経路をはじめとする様々なシグナル伝達に関与することが知られている。これまでにRasタンパク質を阻害することにより，PIEZO1を活性化した時にみられるERKのリン酸化が抑制される結果を得ている。そこで，本研究ではPIEZO1のR-Ras結合領域が，間葉系幹細胞の骨芽細胞系細胞への分化に果たす役割について解析を進めた。
PIEZO1はカルシウムチャネルとして機能するためR-Ras結合領域とカルシウムイオンとの関連について，Piezo1過剰発現株とPiezo1のR-Ras結合領域を欠失させた細胞株を作成し，細胞内カルシウムイオン測定試薬を用いて，これらの細胞にPIEZO1の活性化剤を作用させた時の細胞内カルシウムイオンの変化について解析を行った。さらに細胞外のカルシウムイオンとの関連を検討するため，細胞外のカルシウムイオンを取り除いた条件で，PIEZO1を活性化剤を作用させた際のERKのリン酸化についても検討を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
in vitroでの検証については，概ね計画どおりに進んでいるが，in vivoでの実験については進行が遅れている。
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| Strategy for Future Research Activity |
PIEZO1の活性化と細胞内のカルシウムイオンとの関連についても検討を行う予定である。またin vivoでの検討を進めていく。
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| Causes of Carryover |
試薬が一部納入できなかったため，差額が生じた。次年度に使用する予定である。
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