受容体RANKにより制御される破骨細胞分化メカニズムの包括的解明

• 研究課題/領域番号: 17K10999
• 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: 整形外科学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 田口 祐 東京大学, 医科学研究所, 助教 (20549472)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 中途終了 (2019年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 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: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: 破骨細胞分化 / 骨代謝 / 細胞内シグナル伝達 / 破骨細胞 / シグナル伝達 / 骨代謝学 / 創薬

研究実績の概要

RANKの新規機能領域HCRの生理的機能を明らかにするために、HCRを欠失したRANKを発現する遺伝子改変マウス（HCR欠損マウス）を作出し、解析を行った。組織学的解析とマイクロCT解析の結果、HCR欠損マウスの骨は骨髄腔にまで硬組織が多く存在するなど野生型マウスの骨に比べて著しく骨量が増加していた。また、HCR欠損マウスから破骨前駆細胞を採取して検討したところ、野生型マウス由来細胞に比べて分化能が著しく低下していることがわかり、HCRが生理的条件下で破骨細胞分化に重要な役割を担っていることが示唆された。更に、シグナル伝達経路を解析したところHCRを欠失したRANKを刺激してから1時間以内のシグナル伝達においては野生型と差が見られず、HCRが生理的条件下でどのように分化に関与するかは今後の長時間シグナルの解析が必要であると判断した。また、RANK刺激で破骨細胞分化するRAW細胞をRANK刺激依存的に細胞死を起こすように改変した。そこにCRISPR/Cas9 Libraryを利用した網羅的な遺伝子欠損を起こさせ破骨細胞分化制御に関与する遺伝子の解明を目指した。その結果複数の候補遺伝子を得ているが、そのうち1つの遺伝子の欠損マウスの破骨前駆細胞の分化能を解析したところ、野生型細胞と比較して分化能に差が認められた。現在当該遺伝子欠損マウスの更なる解析を進め本遺伝子の骨代謝における生理的な役割の解明を目指している。

研究成果

• [国際共同研究] Wellcome Sanger Institute(英国)
• [国際共同研究] Wellcome Sanger Institute(United Kingdom)
• [雑誌論文] TRAF6 maintains mammary stem cells and promotes pregnancy-induced mammary epithelial cell expansion (2019)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto Mizuki、Abe Chiho、Wakinaga Sakura、Sakane Kota、Yumiketa Yo、Taguchi Yuu、Matsumura Takayuki、Ishikawa Kosuke、Fujimoto Jiro、Semba Kentaro、Miyauchi Maki、Akiyama Taishin、Inoue Jun-ichiro
  • 雑誌名: Communications Biology 巻: 2 号: 1 ページ: 292-292
  • DOI: 10.1038/s42003-019-0547-7
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Dok-3 and Dok-1/-2 adaptors play distinctive roles in cell fusion and proliferation during osteoclastogenesis and cooperatively protect mice from osteopenia (2018)
  • 著者名/発表者名: Kajikawa Shuhei、Taguchi Yuu、Hayata Tadayoshi、Ezura Yoichi、Ueta Ryo、Arimura Sumimasa、Inoue Jun-ichiro、Noda Masaki、Yamanashi Yuji
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun 巻: 498 号: 4 ページ: 967-974
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2018.03.090
  • 査読あり
• [雑誌論文] A dithiol compound binds to the zinc finger protein TRAF6 and suppresses its ubiquitination. (2017)
  • 著者名/発表者名: Koga, R., Radwan, M.O., Ejima, T., Kanemaru, Y., Tateishi, H., Ali, T.F.S., Ciftci, H.I., Shibata, Y., Taguchi, Y., Inoue, J., Otsuka, M., and Fujita, M.
  • 雑誌名: ChemMedChem 巻: 12 号: 23 ページ: 1935-1941
  • DOI: 10.1002/cmdc.201700399
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] 新規破骨細胞分化制御遺伝子スクリーニング系 の構築 (2018)
  • 著者名/発表者名: 中野 裕希、田口 祐、井上 純一郎
  • 学会等名: 第41回 日本分子生物学会年会
• [学会発表] 骨代謝におけるInositol-trisphosphate 3-Kinase B (Itpkb)の役割解明 (2018)
  • 著者名/発表者名: 鈴木 美香子、田口 祐、井上 純一郎
  • 学会等名: 第41回 日本分子生物学会年会
• [学会発表] 受容体 RANKによる破骨細胞分化の時空間的制御メカニズム (2018)
  • 著者名/発表者名: 田口 祐、平山 榕子、井上 純一郎
  • 学会等名: 第41回 日本分子生物学会年会
• [学会発表] 新規スクリーニングシステムによる破骨細胞分化阻害薬の同定 (2017)
  • 著者名/発表者名: 田口 祐、井上 純一郎
  • 学会等名: 第35回 日本骨代謝学会学術集会
• [学会発表] 破骨細胞形成の細胞融合におけるTRAF6依存性分子機構の解明 (2017)
  • 著者名/発表者名: 弓桁 洋、田口 祐、井上 純一郎
  • 学会等名: 第35回 日本骨代謝学会学術集会
• [学会発表] 受容体RANKによる破骨細胞分化の時空間的制御メカニズム (2017)
  • 著者名/発表者名: 田口 祐、平山 榕子、井上 純一郎
  • 学会等名: 新学術領域「数理シグナル」 第1回 若手ワークショップ
• [学会発表] 破骨細胞形成の細胞融合におけるTRAF6依存性分子機構の解明 (2017)
  • 著者名/発表者名: 弓桁 洋、田口 祐、井上 純一郎
  • 学会等名: 新学術領域「数理シグナル」 第1回 若手ワークショップ
• [備考] Dr Kosuke Yusa | Group Leader
  • URL: http://www.sanger.ac.uk/people/directory/yusa-kosuke