The study for ATP biosynthesis in skeletal development and skeletal disorders

• Project/Area Number: 18H02922
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 56020:Orthopedics-related
• Research Institution: Gifu University
• Principal Investigator: 秋山 治彦 岐阜大学, 大学院医学系研究科, 教授 (60402830)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 河村 真吾 岐阜大学, 医学部附属病院, 助教 (30456511)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2022-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2021)
• Budget Amount: ¥17,030,000 (Direct Cost: ¥13,100,000、Indirect Cost: ¥3,930,000); Fiscal Year 2021: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2020: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2019: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2018: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
• Keywords: エネルギー代謝 / 好気性 / 嫌気性 / ミトコンドリア / 嫌気性代謝 / 好気性ATP生合成 / 嫌気性ATP生合成 / 骨軟骨 / 乳酸脱水素酵素A / ATP / 骨格 / ATP生合成 / 遺伝子改変マウス

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、ATP生合成経路と骨格組織の発生・維持・疾患との関連を解明することで革新的治療法の開発につなげることを目的としている。平成３０年度は、骨格形成における好気性ATP生合成経路の機能解明のため、Tfamコンディショナルノックアウト遺伝子改変マウスを作成し、骨軟骨の表現系を詳細に解析した。骨軟骨ともに組織学的、力学的な異常を認め、ミトコンドリアでのエネルギー産生が骨軟骨の正常な形成に必須であることが明らかとなった。平成３１年（令和元年）度は骨格形成における嫌気性ATP生合成経路の機能解明のため、乳酸脱水素酵素A(LDHA)コンディショナルノックアウト遺伝子改変マウスを作成した。このマウスは、骨組織に明らかな異常を認めなかったが、軟骨の明らかな異常を認め、軟骨の形成に嫌気性ATP生合成経路が必須であることを明らかとした。

Current Status of Research Progress

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

Reason

当初の計画通り、Tfamコンディショナルノックアウト遺伝子改変マウス、乳酸脱水素酵素A(LDHA)コンディショナルノックアウト遺伝子改変マウスの作製が終了し、骨軟骨の組織学的解析が終了している。

Strategy for Future Research Activity

令和２年度は、恒常活性型AMP活性化プロテインキナーゼ(AMPK)によるATP産生亢進が骨格形成に与える影響の詳細な解析
のため、恒常活性型AMPKコンディショナルトランスジェニックマウスの作製を行う予定である。