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Keap1/Nrf2による骨代謝制御機構の解明とインシリコ創薬への応用

研究課題

研究課題/領域番号 16K11480
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 機能系基礎歯科学
研究機関長崎大学

研究代表者

坂井 詠子  長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 助教 (10176612)

研究分担者 筑波 隆幸  長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 教授 (30264055)
西下 一久  長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 助教 (20237697)
岡元 邦彰  長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 准教授 (10311846)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2016年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード破骨細胞 / Keap1 / Nrf2 / 創薬 / osteoclast / NFATc1 / Osteoclast / MafB / IRF-8 / PGC-1beta / ミトコンドリア / 歯学 / 薬理学 / ストレス / 老化 / トランスレーショナルリサーチ
研究成果の概要

研究代表者は酸化ストレスを減らすNrf2の活性化が破骨細胞分化を著しく抑制するだけでなく、骨芽細胞分化も阻害することを明らかにした。しかしながら予想に反して、骨格の顕著な異常は認められなかった。さらに、Keap1/Nrf2ダブルノックアウトマウスを作製し、Nrf2の恒常的な活性化がNFATc1抑制分子であるMafBの発現を上昇し、破骨細胞分化を負に制御していることを明らかにした。一方、1360種類の合成化合物および海洋微生物由来成分のうち、非常に低濃度で破骨細胞分化抑制効果を持つものや、あるいはNrf2を活性化するものを見出した。病態モデルマウスへの候補化合物の投与と病態の解析を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

酸化ストレスを減らすことは体にとって良いイメージがあるが、本研究によって、Nrf2の恒常的な活性化は、破骨細胞や骨芽細胞の分化を阻害し、必ずしも骨にとって有益なことばかりではないことが明らかになった。しかしNrf2をマイルドに活性化する化合物は、骨芽細胞分化を促進することも見出した。高齢化社会を迎え、日本の総人口の10% 弱が骨粗鬆症といわれている。骨粗鬆症の第1選択薬であるビスフォスフォネート製剤に顎骨壊死の副作用が報告されてから、より安全な薬の開発が望まれている。本研究は新薬開発を目指した基礎的研究である。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] <b>Dihydroartemisinin represses osteoclastogenesis of bone marrow macrophages through reduced NFATc1 expression and impaired phosphorylation of </b><b>IκBα </b>2018

    • 著者名/発表者名
      Komaki S, Sakai E, Fukuma Y, Nishishita K, Okamoto K, Tsukuba T.
    • 雑誌名

      Biomedical Research

      巻: 39 号: 4 ページ: 169-177

    • DOI

      10.2220/biomedres.39.169

    • NAID

      130007432891

    • ISSN
      0388-6107, 1880-313X
    • 年月日
      2018-08-01
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Rutaecarpine attenuates osteoclastogenesis by impairing M-CSF and RANKL-stimulated signaling pathways.2018

    • 著者名/発表者名
      Fukuma Y, Sakai E, Komaki S, Nishishita K, Okamoto K, Tsukuba T.
    • 雑誌名

      Clin Exp Pharmacol Physiol.

      巻: 印刷中 号: 8 ページ: 863-865

    • DOI

      10.1111/1440-1681.12941

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of deficiency of Kelch-like ECH-associated protein 1 on skeletal organization: a mechanism for diminished nuclear factor of activated T cells cytoplasmic-1 during osteoclastogenesis2017

    • 著者名/発表者名
      Sakai E., Morita M., Ohuchi M., Kido MA., Fukuma Y., Nishishita K., Okamoto K., Itoh K., Yamamoto M, and Tsukuba T
    • 雑誌名

      FASEB Journal

      巻: 31 号: 9 ページ: 4011-4022

    • DOI

      10.1096/fj.201700177r

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書 2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Effects of deficiency of Kelch-like ECH-associated protein 1 on osteoclastogenesis by constitutive activation of nuclear factor E2 p45-related factor 22018

    • 著者名/発表者名
      Sakai E, Yamaguchi Y, Fukuma Y, Nishishita K, Tsukuba T
    • 学会等名
      18th World congress of basic and clinical pharmacology
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 電子顕微鏡による硬組織・細胞・リン酸カルシウムの親水環境での観察2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤主税, Memtily Nassirhadjy, 籏野悠里, 佐藤真理, 坂井詠子
    • 学会等名
      第38回日本骨形態計測学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Keap1 遺伝子欠損は in vivo および in vitro において骨の細胞分化を抑制する2017

    • 著者名/発表者名
      坂井詠子、福間裕、西下一久、岡元邦彰、筑波隆幸
    • 学会等名
      第90回日本薬理学会年会
    • 発表場所
      長崎ブリックホール(長崎県・長崎市)
    • 年月日
      2017-03-15
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Dihydroartemisinin の破骨細胞分化抑制効果2017

    • 著者名/発表者名
      小巻俊介、坂井詠子、福間裕、西下一久、岡元邦彰、筑波隆幸
    • 学会等名
      第90回日本薬理学会年会
    • 発表場所
      長崎ブリックホール(長崎県・長崎市)
    • 年月日
      2017-03-15
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] ルテカルピンによる破骨細胞分化抑制効果2017

    • 著者名/発表者名
      福間裕、坂井詠子、小巻俊介、西下一久、岡元邦彰、筑波隆幸
    • 学会等名
      第90回日本薬理学会年会
    • 発表場所
      長崎ブリックホール(長崎県・長崎市)
    • 年月日
      2017-03-15
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 歯科用レジンモノマーであるHEMAとTEGDMAは細胞毒性は低く破骨細胞分化を抑制する2017

    • 著者名/発表者名
      稲光宏之、岡元邦彰、坂井詠子、西下一久、筑波隆幸
    • 学会等名
      第90回日本薬理学会年会
    • 発表場所
      長崎ブリックホール(長崎県・長崎市)
    • 年月日
      2017-03-15
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] ヘムオキシゲナーゼ1の発現抑制はカスパーゼ3の活性化、HMGB1の細胞外遊離と破骨細胞分化に必要である2017

    • 著者名/発表者名
      坂井詠子、岡元邦彰、筑波隆幸
    • 学会等名
      第59回歯科基礎医学会サテライトシンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Keap1遺伝子欠損はIRF-8とMafBの発現上昇を介して破骨細胞分化を抑制する2017

    • 著者名/発表者名
      坂井詠子、城戸瑞穂、福間裕、西下一久、岡元邦彰、筑波隆幸
    • 学会等名
      第59回歯科基礎医学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] KBTBD11, a novel BTB-Kelch protein, is a negative regulator of osteoclastogenesis through controlling Cullin3-mediated ubiquitination of NFATc12017

    • 著者名/発表者名
      Narahara S., Sakai E., Kadowaki T., Yamaguchi Y., Narahara H., Okamoto K., Asahina I., and Tsukuba T
    • 学会等名
      ASCB/EMBO 2017 meeting
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Keap1 遺伝子欠損は Nrf2の活性化を介して破骨細胞分化を抑制する2017

    • 著者名/発表者名
      坂井詠子、福間裕、西下一久、岡元邦彰、筑波隆幸
    • 学会等名
      第90回日本生化学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] tert-ButylhydroquinoneによるIrf8とMafBの発現増加を介した破骨細胞分化抑制機構2016

    • 著者名/発表者名
      坂井詠子、山口優、福間裕、西下一久、岡元邦彰、筑波隆幸
    • 学会等名
      第89回日本生化学会大会
    • 発表場所
      仙台国際センター・東北大学川内北キャンパス(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2016-09-25
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Keap1遺伝子欠損はIrf8の発現上昇を介して破骨細胞分化を抑制する2016

    • 著者名/発表者名
      坂井詠子、福間裕、西下一久、岡元邦彰、筑波隆幸
    • 学会等名
      第58回歯科基礎医学会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道、札幌市)
    • 年月日
      2016-08-24
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 骨芽細胞分化における転写因子TFEBの関与2016

    • 著者名/発表者名
      岡元邦彰、坂井詠子、西下一久、筑波隆幸
    • 学会等名
      第58回歯科基礎医学会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道、札幌市)
    • 年月日
      2016-08-24
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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