骨のコラーゲン線維分解におけるグリコサミノグリカンの新たな機能の解明

• 研究課題/領域番号: 18K06106
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分43030:機能生物化学関連
• 研究機関: 弘前大学
• 研究代表者: 多田羅 洋太 弘前大学, 医学研究科, 助教 (00443995)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2019年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円); 2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: グリコサミノグリカン / 骨分解 / コラーゲン線維 / コラーゲン / カテプシンK / 質量分析 / 骨粗鬆症

研究成果の概要

コラーゲンとグリコサミノグリカン（GAG）は骨の主要な有機成分であるにもかかわらず、その相互作用はこれまでほとんど知られていなかった。これまでに酸性条件においてGAGがコラーゲン線維に結合して耐酸性コラーゲン線維を形成することを見出している。該当年度ではコラーゲンの分解産物を網羅的にモニターできる質量分析装置を使用した測定系を用いて、カテプシンKによる耐酸性コラーゲン線維の分解について検討した。この結果、コラーゲン線維とコンドロイチン4-硫酸とが結合して耐酸性コラーゲン線維を形成したサンプルでは、カテプシンKによるコラーゲン線維からのペプチド遊離が抑制される傾向が見られた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

グリコサミノグリカン（GAG）がコラーゲン線維に結合して、耐酸性コラーゲン線維を形成することに本研究による新発見であり、骨分解においてGAGが今まで知られていなかった新しい機能を持つ可能性が示された意義がある。このことは骨吸収においてコラーゲン線維が分解されるメカニズムの解明に寄与するものであり、骨のGAGをターゲットとした新しい骨粗鬆症治療薬の開発への貢献が期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Blockade of PAR-1 Signaling Attenuates Cardiac Hypertrophy and Fibrosis in Renin-Overexpressing Hypertensive Mice (2020)
  • 著者名/発表者名: Yokono Y, Hanada K, Narita M, Tatara Y, Kawamura Y, Miura N, Kitayama K, Nakata M, Nozaka M, Kato T, Kudo N, Tsushima M, Toyama Y, Itoh K, Tomita H.
  • 雑誌名: Journal of the American Heart Association 巻: 9 号: 12
  • DOI: 10.1161/jaha.119.015616
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Regulation of Nrf2 by Mitochondrial Reactive Oxygen Species in Physiology and Pathology (2020)
  • 著者名/発表者名: Kasai, S., Shimizu, S., Tatara, Y., Mimura, J., Itoh, K.
  • 雑誌名: Biomolecules 巻: 10 号: 2 ページ: 320-320
  • DOI: 10.3390/biom10020320
  • 査読あり
• [雑誌論文] HER2-positive breast cancer that resists therapeutic drugs and ionizing radiation releases sphingomyelin-based molecules to circulating blood serum. (2020)
  • 著者名/発表者名: Monzen S, Tatara Y, Mariya Y, Chiba M, Wojcik A, Lundholm L
  • 雑誌名: Mol Clin Oncol. 巻: 13(6) 号: 6 ページ: 70-70
  • DOI: 10.3892/mco.2020.2140
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Proteomic changes by radio-mitigative thrombopoietin receptor agonist romiplostim in the blood of mice exposed to lethal total-body irradiation (2020)
  • 著者名/発表者名: Nishida T, Yamaguchi M, Tatara Y, Kashiwakura I
  • 雑誌名: International journal of radiation biology 巻: 96 号: 9 ページ: 1125-1134
  • DOI: 10.1080/09553002.2020.1787546
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Proteomic changes by radio-mitigative thrombopoietin receptor agonist Romiplostim in the blood of mice exposed to lethal total-body irradiation (2020)
  • 著者名/発表者名: Nishida T., Yamaguchi M., Tatara Y., Kashiwakura I.
  • 雑誌名: International Journal of Radiation Biology 巻: -
  • 査読あり
• [雑誌論文] Blockade of protease-activated receptor-1 signaling attenuates cardiac hypertrophy and fibrosis in renin-overexpressing hypertensive mice (2020)
  • 著者名/発表者名: Yokono Y., Hanada K., Narita M., Tatara Y., Kawamura Y., Miura N., Kitayama K., Nakata M., Nozaka M., Kato T., Kudo N., Tsushima M., Toyama Y., Itoh, K., Tomita H.
  • 雑誌名: Journal of the American Heart Association 巻: -
  • 査読あり
• [学会発表] 多層オミックス解析による認知症の早期発見のためのバイオマーカー探索 (2019)
  • 著者名/発表者名: 多田羅洋太
  • 学会等名: 一般社団法人日本質量分析学会 東北談話会
  • 招待講演
• [学会発表] 定量的プロテオミクス解析による急性期放射線骨髄障害の重症化リスク因子の探索 (2019)
  • 著者名/発表者名: 多田羅洋太，門前暁，伊東健
  • 学会等名: 第92回日本生化学会大会
• [学会発表] 認知症の予防と早期発見のためのビッグデータ多層解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 多田羅洋太、中村智洋山嵜博未、中山貴博、青木裕一、丹治邦和、三枝大輔、 千葉満、勝岡史城、元池育子、木下賢吾
  • 学会等名: 第1回COI学会
• [備考] 弘前大学大学院医学研究科分子生体防御学講座
  • URL: http://www.med.hirosaki-u.ac.jp/~admed/department/index.html
• [産業財産権] 認知機能障害のバイオマーカー及びその検出薬、被験者の認知機能障害を検査する方法、認知機能障害の治療又は改善手段を被験者に提示する方法、並びに認知機能障害の治療又は改善物質のスクリーニング方法 (2020)
  • 発明者名: 多田羅洋太，他6名
  • 権利者名: 弘前大学，他2機関
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2020
  • 外国
• [産業財産権] 認知機能障害のバイオマーカー及びその検出薬、被験者の認知機能障害を検査する方法、認知機能障害の治療又は改善手段を被験者に提示する方法、並びに認知機能障害の治療又は改善物質のスクリーニング方法 (2019)
  • 発明者名: 多田羅洋太，他6名
  • 権利者名: 弘前大学，他2機関
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2019-239848
  • 出願年月日: 2019
• [産業財産権] 動物の軟骨からプロテオグリカンを調製する方法 (2018)
  • 発明者名: 多田羅洋太，遠藤正彦，須藤晋一郎
  • 権利者名: 弘前大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2018
  • 取得年月日: 2019