2017 Fiscal Year Annual Research Report
宇宙における骨量低下の謎に迫る―破骨細胞分化因子RANKLの発現メカニズムの解明
Publicly Offered Research
| Project Area | "LIVING IN SPACE" - Integral Understanding of life-regulation mechanism from "SPACE" |
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| Project/Area Number |
16H01634
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| Research Institution | Tokyo Medical and Dental University |
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Principal Investigator |
篠原 正浩 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 講師 (60345733)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 微小重力環境 / 骨代謝 / 骨粗鬆症 / 破骨細胞 / RANKL |
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| Outline of Annual Research Achievements |
骨組織に対する力学的負荷は骨組織恒常性維持に非常に重要である。宇宙空間における微小重力環境や寝たきりといった骨組織に力 が加わらない状態では、骨量が著しく減少し、骨折しやすい骨粗鬆症(不動性骨粗鬆症)に陥る。骨粗鬆症では、骨を破壊する破骨細 胞の分化因子であるRANKLと呼ばれるサイトカインの発現亢進を介して破骨細胞の分化や骨破壊能が促進される。しかし、微小重力環 境で骨量低下を引き起こすRANKL発現亢進の分子メカニズムは不明な点が多いことから、本研究ではRANKLの発現に焦点を当て、微小重 力環境で骨量が低下するメカニズムを明らかにすることを目的とする。
今年度は、作成したRANKL発現細胞レポーターマウスを用いた解析を行った。作成した遺伝子改変マウスはRANKLプロモーター制御下でtdTomato-Cre リコンビナーゼ融合タンパク質を発現するため、細胞内シグナル伝達因子のfloxマウスと交配し、RANKL発現細胞特異的な遺伝子ノックアウトマウスの作成及び解析を行った。その結果、このマウスは重度の骨粗鬆症を定することが判明した。
骨に加わる力学的負荷は骨小腔・骨細管内間質液の動きを生じ、RANKL発現細胞の一つである骨細胞への液流由来のせん断応力（シェアストレス）刺激となり、骨細胞内シグナルを活性化し、骨形成・吸収制御分子の発現・機能調節を介して骨組織の恒常性を維持する。今年度は、この骨細胞にin vitroシェアストレス負荷を行い、シェアストレスによる細胞内で活性化されるシグナル伝達経路の活性化経路の同定、ならびにRANKL発現を制御する転写因子の同定に至った。前年度の実施した宇宙フライトマウスの解析およびin vitroの解析からRANKL発現の分子メカニズムが明らかとなり、RANKL発現制御の分子メカニズムの一端が明らかとなった。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Development of new experimental platform ‘MARS’―Multiple Artificial-gravity Research System―to elucidate the impacts of micro/partial gravity on mice.2017
Author(s)
Shiba D, Mizuno H, Yumoto A, Shimomura M, Kobayashi H, Morita H, Shimbo M, Hamada M, Kudo T, Shinohara M, Asahara H, Shirakawa M, Takahashi S
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Journal Title
Sci Rep
Volume: 7
Pages: 10837
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Actin-binding protein coronin 1A controls osteoclastic bone resorption by regulating lysosomal secretion of cathepsin K.2017
Author(s)
Ohmae S, Noma N, Toyomoto M, Shinohara M, Takeiri M, Fuji H, Takemoto K, Iwaisako K, Fujita T, Takeda N, Kawatani M, Aoyama M, Hagiwara M, Ishihama Y, Asagiri M
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Journal Title
Sci Rep
Volume: 7
Pages: 41710
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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