2010 Fiscal Year Annual Research Report
Klothoを標的とした局所的硬組織再生法の基礎的研究
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21791788
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
南崎 朋子 広島大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 助教 (30452593)
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| Keywords | 細胞・組織 / 骨代謝 / リン代謝 / カルシウム代謝 / 再生医学 |
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| Research Abstract |
Klothoは腎臓、副甲状腺などで膜タンパクとして発現し、FGF受容体(FGFR)と複合体を形成してFGF23の作用に協働する。一方、切断されたKlothoの細胞外ドメインは血中を循環し(可溶型/KLe)、WntやTRPV5の作用を修飾する。私たちは、これまでFGF23の標的として骨/骨芽細胞について検証してきたが、Klothoは骨に発現していない。
そこで、本年度は、骨においてKLeがFGF23の作用に協働する可能性を検討した。培養ラット頭頂骨由来骨/骨芽細胞を用い、KLeがFGF23-FGFRの結合、FGF23によるERKのリン酸化と基質石灰化の抑制に必須であることを確認した。このモデルでは、TRPV5の発現を認めず、Wntシグナルの関与も確認できなかった。器官培養したKlotho変異(kl/kl)マウスの頭頂骨は恒常的に高いレベルのFGF23を発現していたが、ERKのリン酸化レベルは野生型(WT)と相違なく、KLe負荷によって促進された。次に、1,25(OH)_2D_3投与によりFGF23の発現を誘導したマウス(4w,♂)にKLeを単回静注した。2時間後、頭頂骨においてERKのリン酸化促進を認めたが、腎では促進されなかった。kl/klマウス(d10,♂)の頭蓋皮下にKLeを投与(2週間)したところ、新生骨の石灰化障害を認めた。kl/klマウスの血中FGF23、リン、カルシウム、1,25(OH)_2D_3濃度は野生型に比較して高値であったが、これらにKLe投与の影響は見られなかった。KLe投与のkl/kl頭頂骨では、FGF23およびリン酸化ERK共陽性細胞を多数認めた。
以上の結果より、KLeは骨においてFGF23に協働することが明らかとなった。したがって、KLeは膜型Klothoの発現していない骨において、FGF23の細胞応答にリクルートされることが示唆される。
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