マイクロＲＮＡによる骨代謝制御の分子機構の解明

2013 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 24791565
• Research Institution: Nippon Veterinary and Life Science University
• Principal Investigator: 越智 広樹 日本獣医生命科学大学, 獣医学部, 助教 (30582283)
• Keywords: マイクロRNA / 骨細胞 / 骨芽細胞

Research Abstract

①骨芽細胞分化におけるmiRNAの機能解析　骨芽細胞の株化細胞であるMC3T3-E1細胞の分化前後で発現が増加するmiRNAを同定し、その機能解析を行った。本miRNAをMC3T3-E1およびマウス骨芽細胞初代培養系で過剰発現すると、骨芽細胞分化の初期マーカーであるアルカリフォスファターゼ活性が有意に増加し、さらに後期マーカである骨シアロタンパク質のmRNA発現の上昇が認められた。加えて、miRNAの過剰発現により、石灰化の促進も確認された。一方、本miRNAをノックダウンすると、骨芽細胞分化が抑制された。
②miRNA標的遺伝子の同定と骨芽細胞分化における機能解析　miRNAの標的遺伝子をin silicoで探索し、いくつかの遺伝子を候補遺伝子として同定した。これらをMC3T3-E1細胞でノックダウンし、骨芽細胞分化に及ぼす影響を検討した。その結果、これら標的遺伝子のうちいくつかの遺伝子で骨芽細胞分化が有意に促進された。
③生体におけるmiRNAの骨形成促進効果の検討　マウスの背側部にmiRNA, BMP2を含有したコラーゲンゲルスポンジを埋没し骨形成に及ぼす影響を検討したところ、miRNA添加群では有意な石灰化が確認された。このことにより本miRNAは生体においても骨形成促進能を有することが明らかとなった。
④骨細胞特異的miRNAの同定　骨細胞特異的にEGFPを発現させたマウスを用いて、骨細胞を単離し、次世代シークエンサーを用いて、骨芽細胞との比較を行った。骨芽細胞と比較して発現量が2倍以上増減しているmiRNAを選択した。現在これらのmiRNAの発現をリアルタイムPCRを用いて確認している。

Research Products

• [Journal Article] Identification and Antimicrobial Susceptibility of Enterococci Isolated from Dogs and Cats Subjected to Differing Antibiotic Pressures. (2013)
  • Author(s): Kataoka Y, Ito C, Sasaki A, Ishii M, Yamashiro S, Harada K, Ochi H, Sawada T.
  • Journal Title: J Vet Med Sci. Volume: 75 Pages: 749-53
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Clinical efficacy of autogenous cancellous bone and fibroblast growth factor 2 combined with frozen allografts in femoral nonunion fractures. (2013)
  • Author(s): Akagi H, Ochi H, Kannno N, Iwata M, Ichinohe T, Harada Y, Nezu Y, Yogo T, Tagawa M, Hara Y.
  • Journal Title: Vet Comp Orthop Traumatol Volume: 26 Pages: 123-9.
  • DOI: 10.3415/VCOT-11-12-0186.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] An analysis of skeletal development in osteoblast- and chondrocyte-specific Runx2 knockout mice. (2013)
  • Author(s): Takarada T, Hinoi E, Nakazato R, Ochi H, Xu C, Tsuchikane A, Takeda S, Karsenty G, Abe T, Kiyonari H, Yoneda Y.
  • Journal Title: J Bone Miner Res. Volume: 28 Pages: 2064-9
  • DOI: 10.1002/jbmr.1945.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Initial Responses of Articular Tissues in a Murine High-Fat Diet-Induced Osteoarthritis Model: Pivotal Role of the IPFP as a Cytokine Fountain. (2013)
  • Author(s): Iwata M, Ochi H, Hara Y, Tagawa M, Koga D, Okawa A, Asou Y.
  • Journal Title: PLoS One Volume: 12 Pages: -
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0060706.
  • 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: 8 Pages: -
  • DOI: doi: 10.1371/journal.pone.0063120.
  • 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: 23 Pages: 490-3
  • DOI: 10.1038/nature12115
  • Peer Reviewed
• [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: Sci Rep. Volume: 23 Pages: -
  • DOI: 10.1038/srep03022.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The Role of Individual Domains and the Significance of Shedding of ATP6AP2/(pro)renin Receptor in Vacuolar H(+)-ATPase Biogenesis. (2013)
  • Author(s): Kinouchi K, Ichihara A, Sano M, Sun-Wada GH, Wada Y, Ochi H, Fukuda T, Bokuda K, Kurosawa H, Yoshida N, Takeda S, Fukuda K, Itoh H.
  • Journal Title: PLoS One. Volume: 8 Pages: -
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0078603.
  • Peer Reviewed