酸化ストレスによる骨代謝制御機構の解明

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 24791568
• Research Institution: Juntendo University
• Principal Investigator: 斎田 良知 順天堂大学, 医学部, 助教 (00534885)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: 酸化ストレス / 骨粗鬆症 / Mn-SOD / 骨細胞 / 骨芽細胞 / 破骨細胞

Outline of Annual Research Achievements

ミトコンドリアに存在する主要な抗酸化酵素であるMn-SODの全身での欠損マウスは胎勢期もしくは生後すぐに死亡するため（Huang et al. 2006）、生体の骨組織での役割が不明であった。我々はCre/LoxPシステム及びタモキシフェン誘導型Cre/LoxPシステムを用いて骨組織特異的・時期特異的にMn-SODを欠損させるシステムを構築する事に成功した(Kobayashi K, Nojiri H, Saita Y et al. Sci Rep. 2015 Mar 16;5:9148.)。同システムを用いた細胞実験で、骨芽細胞でのMn-SODの発現を低下させると細胞増殖能及び石灰化能が低下することを明らかにし、in vivoでは骨組織特異的にMn-SODを欠損させたマウスにおいて、野生型マウスと比較し早期に骨粗鬆症を呈する事を明らかにした。骨細胞特異的にMn-SODを欠損させたマウスでは、骨細胞での酸化ストレスが増加し、骨細胞死がもたらされ、骨吸収を促進するRANKLの発現が上昇していた。これらにより、このマウスでは骨形成能の低下と骨吸収増加が引き起こされ、骨量の減少につながっている事を明らかにした(Kobayashi K, Nojiri H, Saita Y et al. Sci Rep. 2015 Mar 16;5:9148.)。
我々の研究成果は、骨の恒常性維持機構における酸化ストレスの重要性を明らかにし、骨粗鬆症の病態の解明及び新規治療の開発に繋がるものと考えている。

Research Products

• [Journal Article] Mitochondrial superoxide in osteocytes perturbs canalicular networks in the setting of age-related osteoporosis. (2015)
  • Author(s): Kobayashi K, Nojiri H, Saita Y, Morikawa D, Ozawa Y, Watanabe K, Koike M, Asou Y, Shirasawa T, Yokote K, Kaneko K, Shimizu T.
  • Journal Title: SCIENTIFIC REPORTS Volume: 16 Pages: 1-5
  • DOI: 10.1038/srep09148.
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] Chondrocyte-specific Deletion of Sod2 Exacerbates Cartilage Degeneration Associated with Low Mitochondrial Membrane Potential in Mice (2014)
  • Author(s): Masato Koike, Nojiri Hidetoshi, Yoshitomo Saita et al.
  • Organizer: ASBMR 2014 Annual Meeting
  • Place of Presentation: Houston, Texas, USA
  • Year and Date: 2014-09-13
• [Presentation] 骨細胞における酸化ストレスは骨リモデリングバランスの破綻をもたらす (2014)
  • Author(s): 小林 慶司, 野尻 英俊, 齋田 良知, 森川 大智, 小池 正人, 小澤 裕介, 麻生 義則, 金子 和夫, 清水 孝彦
  • Organizer: 日本整形外科学会
  • Place of Presentation: 神戸国際展示場
  • Year and Date: 2014-05-22 – 2014-05-25
• [Presentation] SOD2 deficiency in chondrocytes accelerates age-related osteoarthritis in mice (2014)
  • Author(s): M. Koike, H. Nojiri, Y. Ozawa, K. Watanabe, I. Masuda, Y. Muramatsu, H. Kaneko, D. Morikawa, K. Kobayashi, Y. Saita, T. Sasho, T. Shirasawa, K. Yokote, K. Kaneko, T. Shimizu
  • Organizer: Osteoarthritis and Cartilage 2014 World Congress
  • Place of Presentation: Paris, France
  • Year and Date: 2014-04-24 – 2014-04-27