骨量規定転写因子シュニュリ３の新規標的遺伝子同定と機能解析

2013 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 23592222
• Research Institution: Kagoshima University
• Principal Investigator: 石堂 康弘 鹿児島大学, 医歯(薬)学総合研究科, 准教授 (10300740)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 前田 真吾 鹿児島大学, 医歯(薬)学総合研究科, 准教授 (60353463) ; 小宮 節郎 鹿児島大学, 医歯(薬)学総合研究科, 教授 (30178371)
• Keywords: シュニュリ3 / 骨芽細胞 / 軟骨細胞 / Alg2

Research Abstract

シュニュリ3 (Shn3)はRunx2をユビキチン化による分解を導き骨形成を抑制するが、骨芽細胞におけるその他の作用点や、ファミリー分子Shn1やShn2にも同様の機能があるか不明である。間葉系前駆細胞ST2におけるBMP-2の骨芽細胞分化誘導系で、Shn3ノックダウンは期待通り骨芽細胞分化を促進したが、Shn1、またはShn2のsiRNAは逆にALP活性を抑制した。ST2と骨芽細胞株MC3T3-E1でShn3 siRNAでのみ発現が低下する遺伝子をマイクロアレイで検索し、Asparagine-linked glycosylation 2 ( Alg2 )を抽出した。Alg2ノックダウンは、ST2においてRunx2蛋白量に影響を与えずにOsx以降の骨芽細胞分化マーカーの発現を亢進させ、逆に過剰発現は骨芽細胞分化を抑制し、この効果はマウスcalvarial boneのexplant cultureの骨形成系でのAlg2ウイルス感染実験で確認出来た。Alg2はRunx2 OSE2レポーター活性を抑制し、Runx2と共に免疫沈降した。細胞免疫染色でAlg2過剰発現により、Runx2は小胞体局在パターンをとり核移行できずに転写機能が抑制されたと示唆された。Shn3の軟骨形成促進効果の分子メカニズムは全く不明である。軟骨細胞株ATDC5ではShn3ノックダウンにより軟骨細胞分化が抑制され、同時にAlg2も減少した。Alg2 siRNAにより軟骨細胞分化に重要な小胞体ストレス伝達分子Creb3l2の発現が減少し、Col2a1の発現も抑制された。マウスmetatarsal bone explant cultureにAlg2ウイルスを感染させると、肥大軟骨基質石灰化領域が増大し、Shn3-Alg2-Creb3l2軸が軟骨細胞成熟に重要な役割を演じると考えられた。

Research Products

• [Journal Article] Human Immunodeficiency Virus Type I Enhancer Binding Protein 3 is Essential for the Expression of Asparagine-linked Glycosylation 2 in the Regulation of Osteoblast and Chondrocyte Differentiation. (2014)
  • Author(s): Imamura K, Maeda S, Kawamura I, Matsuyama K, Shinohara N, Yahiro Y, Nagano S, Setoguchi T, Yokouchi M, Ishidou Y, Komiya S.
  • Journal Title: Journal of Biological Chemistry Volume: 289 Pages: 9865-9879
  • DOI: 10.1074/jbc.M113.520585
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] BMP signaling upregulates neutral sphingomyelinase 2 to suppress chondrocyte maturation via the Akt signaling pathway as a negative feedback mechanism. (2014)
  • Author(s): Kakoi H, Maeda S, Shinohara N, Matsuyama K, Imamura K, Kawamura I, Nagano S, Setoguchi T, Yokouchi M, Ishidou Y, Komiya S.
  • Journal Title: Journal of Biological Chemistry Volume: 289 Pages: 8135-8150
  • DOI: 10.1074/jbc.M113.509331
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Human immunodeficiency virus type I enhancer binding protein 3 (Hivep3)の下流として同定したAsparagine-linked glycosylation 2 (Alg2)は骨芽細胞と軟骨細胞の分化を調節する (2014)
  • Author(s): 今村勝行、前田真吾、篠原直弘、松山金寛、河村一郎、横内雅博、石堂康弘、小宮節郎
  • Organizer: 第27回日本軟骨代謝学会
  • Place of Presentation: 京都市
  • Year and Date: 20140228-20140301
• [Presentation] Schnurriファミリーによる骨芽細胞分化調節の多様性 (2013)
  • Author(s): 今村勝行、前田真吾、河村一郎、石堂康弘、横内雅博、小宮節郎
  • Organizer: 第28回日本整形外科学会基礎学術集会
  • Place of Presentation: 千葉市
  • Year and Date: 20131017-20131018
• [Presentation] The roles of Schnurri family in differentiation of osteoblasts and chondrocytes (2013)
  • Author(s): Katsuyuki Imamura, Shingo Maeda, Ishidou Yasuhiro, Masahiro Yokouchi, Setsuro Komiya
  • Organizer: Australian and New Zealand Bone and Mineral Society 23rd ANNUAL SCIENTIFIC MEETING
  • Place of Presentation: Melbourne, Australia
  • Year and Date: 20130908-20130911
• [Presentation] The role of Schnurri family in differentiation of osteoblasts and chondrocytes (2013)
  • Author(s): Katsuyuki Imamura, Shingo Maeda, Ichiro Kawamura, Yasuhiro Ishidou, Masahiro Yokouchi, Setsuro Komiya
  • Organizer: 国際骨代謝学会・日本骨代謝学会 第２回合同国際会議
  • Place of Presentation: 神戸市
  • Year and Date: 20130528-20130601
• [Presentation] Alg2 is induced by Schnurri-3 to inhibit transcriptional activity of Runx2 and osteoblast differentiation (2013)
  • Author(s): Imamura K, Maeda S, Kawamura I, Ishidou Y, Yokouchi M and Komiya S
  • Organizer: ESCEO13-IOF Rome 2013
  • Place of Presentation: Rome, Italy
  • Year and Date: 20130417-20