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2022 Fiscal Year Annual Research Report

Regulation of skeletogenesis by long noncoding RNAs through CCN2

Research Project

Project/Area Number 21H03105
Allocation TypeSingle-year Grants
Research InstitutionOkayama University

Principal Investigator

久保田 聡  岡山大学, 医歯薬学域, 教授 (90221936)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 西田 崇  岡山大学, 医歯薬学域, 准教授 (30322233)
服部 高子  岡山大学, 医歯薬学域, 助教 (00228488)
高江洲 かずみ (河田かずみ)  岡山大学, 医歯薬学域, 助教 (10457228)
滝川 正春  岡山大学, 医歯薬学域, 教授 (20112063)
青山 絵理子  岡山大学, 医歯薬学域, 助教 (10432650)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2025-03-31
KeywordslncRNA / UCA1 / CCN2 / skeletal development / chondrocyte
Outline of Annual Research Achievements

1. ACURの機能解析:ACURはCCN2 mRNAの3'非翻訳領域に相補的なアンチセンスRNAであり、その発現が予想に反してCCN2 mRNAの発現量と相関する。本年度は昨年度から取り組んでいる、GapmeRを用いたACUR特異的サイレンシング実験を繰り返し、ACURサイレンシングによりCCN2 mRNAの発現が有意に低下すること、さらに軟骨細胞分化のマスター転写因子であるSOX9の発現も同様に抑制されることを明らかにした。この効果はCCN2に対してより強くみられるため、ACURはCCN2の遺伝子発現促進を通じて軟骨細胞分化に貢献している可能性が高くなった。
2. ACURによるCCN2発現制御メカニズムの解析:ACURのCCN2制御機構を明らかにするため、CCN2 3'-UTRを蛍ルシフェラーゼ遺伝子下流に接続したレポーターベクターを軟骨細胞様HCS-2/8細胞に、ACUR強制発現ベクターとともに導入してルシフェラーゼ活性を評価したが、ACUR発現による変化はみられなかった。よってCCN2 3'-UTRを標的とするmiRNAなどのアクセスを遮断してCCN2発現を増強するという可能性は低くなった。そこで次にACURがCCN2遺伝子座周辺の微細環境の形成に貢献していることを想定し、予備実験を開始した。
3. UCA1の作用メカニズムの解明:昨年度の研究でUCA1の作用が軟骨細胞特異的であることが明らかになったが、本年度はヒト線維芽細胞にUCA1を強制発現させ、RNA-sequencingを行ったデータを公共データベースからダウンロードし再解析した。その結果、線維芽細胞でUCA1はCCN2発現に影響を与えないという結果が得られた。したがってUCA1によるCCN2発現制御は軟骨細胞形質の変化に伴う間接的な現象と考えられる。
4. CCN2遺伝子座から出力される新たなRNA分子の発見:CCN2 pre-mRNAから生成しうる環状RNA (circRNA)を探索したところ、ヒトとマウスにおいて今までに報告のないcircRNAが複数出力されていることを見出した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本研究課題ではCCN2遺伝子にトランスに作用するUCA1、およびシスに作用するACURの2つのlncRNAを標的と見定め、研究を計画・遂行してきた。このうちACURについてはすでに第3年度に予定されていた段階に着手し、当初の計画を超えた進展を見せている。これに対してUCA1については、CCN2に対する作用が状況依存的、間接的であることが明らかになり、当初の計画通りの研究では期待したような成果に至らない公算が高くなった。そのため研究計画の再考が必要である。ところがその間、CCN2を制御する可能性のあるRNA分子が新たに見つかり、より大きな研究課題に発展する可能性も出てきた。以上を総合的に考えると、研究は順調に進展しているものの計画通りとは言い難いため上記のような自己評価となった。

Strategy for Future Research Activity

予定していた研究計画のうち、ACURに関するものは概ねそのまま続行する方針で研究に臨む。しかしUCA1および、新たに研究対象として加わったRNAに関する研究については、より広い視点から大幅に研究計画を組み直す必要がある。具体的には、CCN2への作用機序を解明する上でも、ゲノムワイドな背景を考慮した解析を取り入れること、また軟骨細胞だけでなく他の骨格形成関連細胞にまで研究対象を拡げ、UCA1や新候補RNAの骨格形成における機能を解明することで十分な成果が期待できると考えている。

  • Research Products

    (39 results)

All 2023 2022 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (12 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 12 results,  Open Access: 6 results) Presentation (25 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 2 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] International CCN Society(フランス)

    • Country Name
      FRANCE
    • Counterpart Institution
      International CCN Society
  • [Journal Article] Do not overwork: cellular communication network factor 3 for life in cartilage2023

    • Author(s)
      Kubota Satoshi、Kawaki Harumi、Perbal Bernard、Takigawa Masaharu、Kawata Kazumi、Hattori Takako、Nishida Takashi
    • Journal Title

      Journal of Cell Communication and Signaling

      Volume: 印刷中 Pages: -

    • DOI

      10.1007/s12079-023-00723-4

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Gene Expression Analysis of CCNs Along with Odontoblastic Differentiation In Vivo2023

    • Author(s)
      Kawata Kazumi、Kubota Satoshi
    • Journal Title

      Methods in Molecular Biology

      Volume: CCN proteins Pages: 281~291

    • DOI

      10.1007/978-1-0716-2744-0_19

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Novel Cell Biological Assays for Measuring Bone Remodeling Activities of CCN Proteins2023

    • Author(s)
      Nishida Takashi、Kubota Satoshi、Takigawa Masaharu
    • Journal Title

      Methods in Molecular Biology

      Volume: CCN proteins Pages: 255~268

    • DOI

      10.1007/978-1-0716-2744-0_17

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Utilizing Public Molecular Biological Databases for CCN Family Research2023

    • Author(s)
      Kubota Satoshi
    • Journal Title

      Methods in Molecular Biology

      Volume: CCN proteins Pages: 169~187

    • DOI

      10.1007/978-1-0716-2744-0_12

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Analyses of the Posttranscriptional Regulation of CCN Genes: Approach to Multiple Steps of CCN2 Gene Expression2023

    • Author(s)
      Kondo Seiji、Kubota Satoshi、Takigawa Masaharu
    • Journal Title

      Methods in Molecular Biology

      Volume: CCN proteins Pages: 127~155

    • DOI

      10.1007/978-1-0716-2744-0_10

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Protocols for Screening Peptides Binding to CCN Family Proteins and Their Extended Utility2023

    • Author(s)
      Kubota Satoshi、Kawaki Harumi、Takigawa Masaharu
    • Journal Title

      Methods in Molecular Biology

      Volume: CCN proteins Pages: 87~101

    • DOI

      10.1007/978-1-0716-2744-0_8

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Cellular Fluorescence Imaging for the Evaluation of Bioactivity of CCN Family Proteins2023

    • Author(s)
      Kawaki Harumi、Kubota Satoshi、Takigawa Masaharu
    • Journal Title

      Methods in Molecular Biology

      Volume: CCN proteins Pages: 23~29

    • DOI

      10.1007/978-1-0716-2744-0_3

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Maternal Gut Microbiome Decelerates Fetal Endochondral Bone Formation by Inducing Inflammatory Reaction2022

    • Author(s)
      Uchida-Fukuhara Yoko、Hattori Takako、Fu Shanqi、Kondo Sei、Kuwahara Miho、Fukuhara Daiki、Islam Md Monirul、Kataoka Kota、Ekuni Daisuke、Kubota Satoshi、Morita Manabu、Iikegame Mika、Okamura Hirohiko
    • Journal Title

      Microorganisms

      Volume: 10 Pages: 1000

    • DOI

      10.3390/microorganisms10051000

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Molecular and Genetic Interactions between CCN2 and CCN3 behind Their Yin-Yang Collaboration2022

    • Author(s)
      Kubota Satoshi、Kawata Kazumi、Hattori Takako、Nishida Takashi
    • Journal Title

      International Journal of Molecular Sciences

      Volume: 23 Pages: 5887

    • DOI

      10.3390/ijms23115887

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Fibroblast Growth Factors and Cellular Communication Network Factors: Intimate Interplay by the Founding Members in Cartilage2022

    • Author(s)
      Kubota Satoshi、Aoyama Eriko、Takigawa Masaharu、Nishida Takashi
    • Journal Title

      International Journal of Molecular Sciences

      Volume: 23 Pages: 8592

    • DOI

      10.3390/ijms23158592

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Elevated Expression of CCN3 in Articular Cartilage Induces Osteoarthritis in Hip Joints Irrespective of Age and Weight Bearing2022

    • Author(s)
      Hirose Kazuki、Kuwahara Miho、Nakata Eiji、Tetsunaga Tomonori、Yamada Kazuki、Saiga Kenta、Takigawa Masaharu、Ozaki Toshifumi、Kubota Satoshi、Hattori Takako
    • Journal Title

      International Journal of Molecular Sciences

      Volume: 23 Pages: 15311

    • DOI

      10.3390/ijms232315311

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Cysteinyl leukotriene receptor 1 is dispensable for osteoclast differentiation and bone resorption2022

    • Author(s)
      Fujita Hirofumi、Ando Aoi、Mizusawa Yohei、Ono Mitsuaki、Hattori Takako、Habuta Munenori、Oohashi Toshitaka、Kubota Satoshi、Ohuchi Hideyo
    • Journal Title

      PLOS ONE

      Volume: 17 Pages: e0277307

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0277307

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] S-アデノシルメチオニンは軟骨細胞のポリアミン合成および成長因子遺伝子発現を介して分化を促進する2023

    • Author(s)
      ホアンディン ロック、青山絵理子、日浅未来、表弘志、久保田聡、窪木拓男、滝川正春
    • Organizer
      第35回日本軟骨代謝学会
  • [Presentation] CCN2とGDF5やそのレセプターとの結合が軟骨細胞へ及ぼす影響の検討2023

    • Author(s)
      東原直裕、青山絵理子、古松毅之、久保田聡、尾﨑敏文、滝川正春
    • Organizer
      第35回日本軟骨代謝学会
  • [Presentation] 軟骨細胞におけるCCN2由来環状RNAの探索とその機能2023

    • Author(s)
      加藤壮真、河田かずみ、水川朋美、西田崇、久保田聡
    • Organizer
      第35回日本軟骨代謝学会
  • [Presentation] Quiescence is golden: cellular communication network factor 3 as "Yin" versus "Yang" in cartilage2022

    • Author(s)
      Kubota, S.
    • Organizer
      12th International Conference on Dental Science and Education
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Do not overwork: CCN3 for life in cartilage2022

    • Author(s)
      Kubota S., Kawaki, H., Perbal, B., Takigawa, M., Kawata, K., Hattori, T. and Nishida, T.
    • Organizer
      The 11th International Workshop on the CCN family of Genes
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Correlation between High Expression of CCN3 and Osteoarthritis in hip joints2022

    • Author(s)
      Hirose, K., Kuwahara, M., Nakata, E., Tetsunaga, T., Yamada, K., Koura, T., Inoue, T., Takigawa, M., Ozaki, T., Kubota, S., Hattori, T.
    • Organizer
      Orthopaedic Research Society 2023 Annual Meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 変形性股関節症とCCN3発現の相関2022

    • Author(s)
      廣瀬一樹、服部高子、滝川正春、中田英二、鉄永智紀、山田和希、佐藤嘉洋、小浦卓、 尾﨑敏文、久保田聡
    • Organizer
      第42回日本形態計測学会
  • [Presentation] CCN6のBMP2とRANKLとの結合を介したEMT及び破骨細胞形成に対する抑制作用2022

    • Author(s)
      芳地浩彰、西田崇、滝川正春、久保田聡
    • Organizer
      第40回日本骨代謝学会
  • [Presentation] 変形性関節症とCCN3発現の相関2022

    • Author(s)
      廣瀬一樹、服部高子、桑原実穂、滝川正春、中田英二、鉄永智紀、山田和希、佐藤嘉洋、小浦卓、尾﨑敏文、久保田聡
    • Organizer
      第40回日本骨代謝学会
  • [Presentation] GDF5とCCN2との結合が軟骨細胞に及ぼす影響の検討2022

    • Author(s)
      東原直裕、青山絵理子、古松毅之、久保田聡、尾﨑敏文、滝川正春
    • Organizer
      第13回日本CCNファミリー研究会
  • [Presentation] S-adenosylmethionine can promote polyamine production and growth factor genes expression thereby regulating chondrocytic differentiation.2022

    • Author(s)
      Hoang Dinh, L., Aoyama, E., Hiasa, M, Omote, H., Kubota, S., Kuboki, T., Takigawa, M.
    • Organizer
      第13回日本CCNファミリー研究会
  • [Presentation] メトホルミンの軟骨細胞におけるlong non-coding RNA, UCA1およびCCN2の発現制御と代謝における意義2022

    • Author(s)
      近藤星、 服部高子、桑原実穂、Fu Shanqi、西田崇、薬師寺翔太、吉岡洋祐、森谷徳文、飯田征二、滝川正春、久保田聡
    • Organizer
      第13回日本CCNファミリー研究会
  • [Presentation] 軟骨細胞におけるCCN2由来環状RNAの発現とその機能の探索2022

    • Author(s)
      加藤壮真、河田かずみ、西田崇、水川朋美、飯田征二、久保田聡
    • Organizer
      第13回日本CCNファミリー研究会
  • [Presentation] CCN3の関節軟骨における発現は、年齢、荷重の有無に関わらず変形性関節症と相関する -股関節を用いた研究-2022

    • Author(s)
      廣瀬一樹、服部高子、桑原実穂、滝川正春、久保田聡
    • Organizer
      第13回日本CCNファミリー研究会
  • [Presentation] 線維化を制御するPU.1発現に対する核移行したCCN2の作用2022

    • Author(s)
      西田崇、滝川正春、久保田聡
    • Organizer
      第64回 歯科基礎医学会
  • [Presentation] S-アデノシルメチオニンはポリアミン産生だけでなく増殖因子の遺伝子発現を促進することによって軟骨細胞分化を促進する。2022

    • Author(s)
      ホアンディン ロック、青山絵理子、久保田聡、窪木拓男、滝川正春
    • Organizer
      第64回 歯科基礎医学会
  • [Presentation] 軟骨細胞におけるCCN2由来環状RNAの発現2022

    • Author(s)
      加藤壮真、河田かずみ、西田崇、久保田聡
    • Organizer
      第64回 歯科基礎医学会
  • [Presentation] 変形性股関節症とCCN3発現の相関2022

    • Author(s)
      廣瀬一樹、中田英二、鉄永智紀、山田和希、佐藤嘉洋、小浦卓、服部高子、桑原美穂、滝川正春、久保田聡、尾﨑敏文
    • Organizer
      第37回日本整形外科基礎学術集会
  • [Presentation] 線維化を制御するPU.1とCCN2発現に対するCCN2のイントラクリン作用2022

    • Author(s)
      西田崇、滝川正春、久保田聡
    • Organizer
      第95回日本生化学会
  • [Presentation] C型レクチン受容体CD302による骨芽細胞の接着制御機構の解明2022

    • Author(s)
      青山絵理子、久保田聡、滝川正春
    • Organizer
      第95回日本生化学会
  • [Presentation] 軟骨組織の加齢変性におけるCCN3の機能2022

    • Author(s)
      桑原実穂、近藤星、Fu Shanqi、大野充昭、古松毅之、中田英二、滝川正春、服部高子、久保田聡
    • Organizer
      第95回日本生化学会
  • [Presentation] S-アデノシルメチオニンによるポリアミン産生および成長因子発現を介した軟骨細胞分化の制御2022

    • Author(s)
      Hoang, L., Aoyama, E., Hiasa, M., Omote, H., Kubota, S., Kuboki, T., Takigawa, M.
    • Organizer
      第95回日本生化学会
  • [Presentation] C型レクチン受容体CD302は骨芽細胞の接着および遊走における正の制御因子である。2022

    • Author(s)
      青山絵理子、久保田聡、滝川正春
    • Organizer
      第45回日本分子生物学会
  • [Presentation] Effective regulation of S-adenosylmethionie on chondrocyte differentiation via interstimulation of polyamine production and gene expression of growth factors.2022

    • Author(s)
      Hoang, L., Aoyama, E., Hiasa, M., Omote, H., Kubota, S., Kuboki, T., Takigawa, M.
    • Organizer
      第45回日本分子生物学会
  • [Presentation] 軟骨細胞におけるメトホルミンによるlong non-coding RNA, UCA1およびCCN2の発現制御2022

    • Author(s)
      近藤星、 服部高子、桑原実穂、Fu Shanqi、西田崇、薬師寺翔太、吉岡洋祐、森谷徳文、飯田征二、滝川正春、久保田聡
    • Organizer
      第45回日本分子生物学会
  • [Remarks] 口腔生化学分野

    • URL

      https://www.okayama-u.ac.jp/user/seika/index.html

URL: 

Published: 2023-12-25  

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