The molecular mechanism underlying the regulation of bone formation by post-translational modifications

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K10151
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 57060:Surgical dentistry-related
• Research Institution: Osaka Dental University
• Principal Investigator: Nozaki Tadashige 大阪歯科大学, 歯学部, 教授 (90281683)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中塚 隆介 大阪歯科大学, 歯学部, 講師 (90454561) ; 佐々木 由香 大阪歯科大学, 歯学部, 講師 (50823332)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 翻訳後修飾 / PARP1 / PARG / ポリ(ADP-リボース) / PARP阻害薬 / PARG阻害薬

Outline of Final Research Achievements

Poly ADP-ribosylation (PARylation) is a post-translational modification whereby poly(ADP-ribose) chains are added to target proteins, conferring various biological functions. This study aimed to clarify PARylation-mediated mechanisms regulating bone formation. We evaluated the effects of a PARP inhibitor (a clinically approved anticancer agent) and poly(ADP-ribose)-degrading enzyme (PARG) inhibitor on osteoblast differentiation. The PARP inhibitor suppressed osteoblast differentiation, whereas the PARG inhibitor promoted differentiation in pre-osteoblastic MC3T3-E1 cells, suggesting that maintenance of cellular PARylation is important for osteoblast-mediated bone formation.

Free Research Field

再生医学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

異所性骨化などの骨関連疾患は、患者のQOLを著しく低下させることが問題の一つであるが、有効な治療法が確立されておらず、新規治療薬の開発が望まれている。そのため、骨形成の機序を探求することには、社会的なニーズがある。本研究は、翻訳後修飾系の一つであるポリADP-リボシル化が骨形成に関わる骨芽細胞分化の制御に寄与することを明らかにした。ポリADP-リボシル化と骨形成制御機構をさらに詳細に解明することで、翻訳後修飾系を標的とした新規の骨関連疾患治療薬の開発につながることが期待される。