The communication system of osteoblasts via extracellular vesicles controls bone metabolism

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 22K20975
• Research Category: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: 0906:Surgery related to the biological and sensory functions and related fields
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: Uenaka Maki 大阪大学, 大学院医学系研究科, 特任助教(常勤) (90468265)
• Project Period (FY): 2022-08-31 – 2024-03-31
• Keywords: 骨芽細胞 / 細胞外小胞 / 骨代謝 / microRNA

Outline of Final Research Achievements

Bone formation by osteoblasts is a long-lasting phase that may last several months and is tightly regulated during bone remodeling. Although the signaling and transcriptional regulation of osteoblast differentiation have been investigated, the controlling factors of these signaling remain elusive. We hypothesized the osteoblast network via extracellular vesicles regulates bone formation spatiotemporally. In this study, we focused on the function of osteoblast-derived extracellular vesicles and elucidated the different functions of extracellular vesicles between pre-osteoblast and mature osteoblasts. Furthermore, we conducted proteomics and RNA-sequencing analysis of extracellular vesicles from different phases of bone formation to extract the candidates of the controlling mechanism.

Free Research Field

骨代謝

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

この骨代謝サイクルを適切に回すことは健康に生きていく上で重要であり、その制御機構の解明は骨疾患治療法開発において不可欠である。本研究では高解像二光子励起生体イメージング技術を用い、生体内骨組織において細胞外小胞を介した骨芽細胞ネットワークがあることを発見し、このネットワークが骨形成期における骨芽細胞間の時空間的な制御因子となっている可能性について明らかにした。本研究は、これまで局所制御が困難であった骨代謝を時空間的に制御することで、将来的には、外傷を含めた骨代謝関連疾患のオーダーメード治療へ応用することを目指している。