長寿遺伝子による骨代謝制御機構の解明

2013 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 24592257
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: 麻生 義則 東京医科歯科大学, 医歯(薬)学総合研究科, 准教授 (50345279)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 辻 邦和 東京医科歯科大学, 医歯(薬)学総合研究科, 准教授 (20323694) ; 荻島 創一 東北大学, 東北メディカル・メガバンク機構, 講師 (40447496)
• Keywords: 軟骨代謝 / 加齢 / サーチュイン / 骨代謝

Research Abstract

我々はこれまでサーチュイン遺伝子Sirt6の骨軟骨代謝に対する影響に注目し、マウスを用いて研究を行ってきた。Sirt6-/-マウスは早期老化の表現型を呈するが、我々はその軟骨組織を組織学的に詳細に解析し、Sirt6が軟骨の分化、増殖を促進すること、軟骨細胞のSenescence（老化）を抑制することを明らかにした（2013　Scientific Reports業績参照）。また、これらの制御が少なくとも一部は、軟骨分化増殖マスター因子であるIndian hedgehog（Ihh）を介すること、Sirt6はIhhプロモーターと結合し、Ihhプロモーターに対するATF4結合を促進することなどを見出した（同）。これらの成果は先進性を評価され、2013年度米国骨代謝学会にて優秀ポスター賞を受賞した。現在我々は、四肢特異的にSirt6を欠損したマウスを作成し、骨、軟骨代謝におけるSirt6の機能評価を更に進めているが、現在、サンプル数を増加させている。また、Sirt6遺伝子を半分欠失したSirt6+/-マウスを長期飼養し、生後半年、9ヶ月における膝関節を組織学的に解析した。また、生後半年以降に高脂肪食負荷を与え、脂肪代謝と膝関節の表現型に対する影響を解析している。同時に、膝蓋下脂肪体、皮下脂肪、内臓脂肪を採取し、炎症性サイトカイン、アディポカイン、成長因子などのmRNA発現をリアルタイムＰＣＲ法などによって解析した。結果は現在、専門誌に投稿中である。

Current Status of Research Progress

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

Reason

Sirt6を介する軟骨代謝メカニズムの解析を目的としているが、Sirt6がIndian hedgehog転写を制御すること、それはIndian hedgehogプロモーターに対するATF4のaffinity調節を介しているという新たなシグナル制御を明らかにすることができた。四肢特異的Sirt6欠損マウスの作成も順調に進行し、現在解析を進めている。

Strategy for Future Research Activity

四肢特異的Sirt6欠損マウスを作成しているが、さらにサンプル数を増やし、骨代謝、軟骨代謝を解析する。また骨芽細胞、破骨細胞におけるSirt6の機能をin vitroの系に
て解析する。加えて、高齢Sirt6+/-マウスの関節表現型や、高脂肪食に対する反応を解析する。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

事務手続きの都合上、次年度分として計上された。
すでに消耗品として次年度分として使用した。

Research Products

• [Journal Article] Sirt6 regulates postnatal growth plate differentiation and proliferation via Ihh signaling. (2013)
  • Author(s): Piao J, Tsuji K, Ochi H, Iwata M, Koga D, Okawa A, Morita S, Takeda S, Asou Y.
  • Journal Title: Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｒｅｐｏｒｔ Volume: october 23 Pages: 3022
  • DOI: 10.1038/srep03022.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Cytoplasmic reactive oxygen species and SOD1 regulate bone mass during mechanical unloading. (2013)
  • Author(s): Morikawa D, Nojiri H, Saita Y, Kobayashi K, Watanabe K, Ozawa Y, Koike M, Asou Y, Takaku T, Kaneko K, Shimizu T.
  • Journal Title: J Bone Miner Res Volume: november 28(11) Pages: 2368-80
  • DOI: 10.1002/jbmr.1981.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Variations in gene and protein expression in canine chondrodystrophic nucleus pulposus cells following long-term three-dimensional culture. (2013)
  • Author(s): Iwata M, Ochi H, Asou Y, Haro H, Aikawa T, Harada Y, Nezu Y, Yogo T, Tagawa M, Hara Y.
  • Journal Title: PLoS One Volume: May 2;8(5) Pages: e63120
  • DOI: 10.1371/journal.pone
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Sema3A regulates bone-mass accrual through sensory innervations. (2013)
  • Author(s): Fukuda T, Takeda S, Xu R, Ochi H, Sunamura S, Sato T, Shibata S, Yoshida Y, Gu Z, Kimura A, Ma C, Xu C, Bando W, Fujita K, Shinomiya K, Hirai T, Asou Y, Enomoto M, Okano H, Okawa A, Itoh H.
  • Journal Title: Nature Volume: May 23;497(7450) Pages: 490-3
  • DOI: 10.1038/nature12115
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Sirt6 regulate proliferation and differentiation of the postnatal growth plate chondrocyte via Ihh signaling.
  • Author(s): Jinying Piao1, Kunikazu Tsuji2, Hiroki Ochi3, Sadao Morita1, Daisuke Koga4, Atsushi Okawa4, Shu Takeda5, Yoshinori Asou4
  • Organizer: Annual meeting of American Society for Bone and Mineral Research
  • Place of Presentation: Baltimore USA
• [Presentation] The distinct role of the infrapatellar fat pad in a murine high-fat diet-induced osteoarthritis model.
  • Author(s): Munetaka Iwata1, Hiroki Ochi2, Yasushi Hara1, Masahiro Tagawa1, Daisuke Koga3, Atsushi Okawa3, Yoshinori Asou3
  • Organizer: Annual meeting of American Society for Bone and Mineral Research
  • Place of Presentation: Baltimore USA