2021 Fiscal Year Research-status Report
食品因子の新たな骨破壊予防戦略：肥満に伴う破骨細胞分化とアポトーシス制御
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21K17646
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| Research Institution | Showa University |
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Principal Investigator |
田中 未央里 昭和大学, 医学部, 普通研究生 (00845505)
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2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 破骨細胞 / 飽和脂肪酸 / 不飽和脂肪酸 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年、肥満に伴い骨密度が低下すること、肥満者の骨髄で増加する飽和脂肪酸が破骨細胞の分化促進、アポトーシス抑制を介して骨吸収を亢進することが報告されている。一方で、その詳細な分子メカニズムや脂肪酸の種類による違い、食品因子が及ぼす影響には不明な点が多い。初年度の本年は、飽和脂肪酸ならびに不飽和脂肪酸が破骨細胞に及ぼす影響と詳細な作用機序について検討するとともに、生体内での効果を比較することを目的とした。
細胞実験では、破骨前駆細胞RAW 264.7をRANKL刺激により破骨細胞に分化させ、飽和脂肪酸であるパルミチン酸、一価不飽和脂肪酸であるオレイン酸、多価不飽和脂肪酸であるα-リノレン酸、リノール酸を同時に添加した。分化に対する影響を酒石酸抵抗性酸性ホスファターゼ染色にて検討した結果、パルミチン酸により破骨細胞数が増加した一方、オレイン酸、α-リノレン酸、リノール酸では減少した。また破骨細胞分化及び炎症関連因子(NFATc1, TRAP, Ctsk, DC-STAMP, OC-STAMP, OSCAR, RANK, TNF-α)のmRNA及びタンパク質発現量についても、同様の傾向がみられた。作用機序検討のため、破骨細胞分化マスター転写因子NFATc1の転写活性をルシフェラーゼアッセイにて測定した結果、パルミチン酸はNFATc1の転写活性を促進した。
動物実験では、C57BL/6J雄マウスにパルミチン酸、オレイン酸、リノール酸含有量が異なる高脂肪食をそれぞれ8週間摂取させた。大腿骨の骨密度を測定した結果、パルミチン酸高含有食群のみ普通食群と比較して骨密度が低下し、血中の遊離脂肪酸濃度が増加した。また大腿骨の遺伝子発現解析では、特にパルミチン酸高含有食群でTRAP, Ctsk, OSCAR, RANKの発現量が増加したが、オレイン酸高含有食群では増加しなかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の計画通り、飽和脂肪酸及び不飽和脂肪酸の破骨細胞活性化作用について培養細胞を用いて検討し、破骨細胞分化に及ぼす影響と作用機序の一部を明らかにすることができた。さらなる詳細な分子メカニズムや、破骨細胞のアポトーシスに対する影響については検討できなかったため、次年度の課題とする。一方で、脂肪酸組成の異なる高脂肪食を用いた動物実験を行い、次年度実施予定であった解析を半分程度まで進めることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
飽和脂肪酸及び不飽和脂肪酸が破骨細胞分化を制御する分子メカニズムについて、炎症シグナル経路のリン酸化及び核移行に及ぼす影響を検討し、破骨細胞のアポトーシスに対する影響についても明らかにする。動物実験の残りの解析として、骨髄脂肪組織の病理学的評価、血漿及び組織中の脂肪酸組成、血中骨吸収マーカー等の測定を行う。各種脂肪酸による破骨細胞活性化メカニズムを確認した後、同条件の細胞実験や動物実験を行い、脂肪酸の種類による破骨細胞分化亢進、アポトーシス抑制に対する食品因子の影響を検討する予定である。食品因子の候補として、これまでに破骨細胞分化や生体内での骨量減少に対する抑制作用、抗炎症作用の報告があるものを用いる。またそれぞれの食品因子の作用機序について、阻害剤及びsiRNAを用いて明らかにする。
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