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DNAメチル化制御による骨形成促進機構の解明と骨再生法への応用

研究課題

研究課題/領域番号 19H03836
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分57040:口腔再生医学および歯科医用工学関連
研究機関大阪大学

研究代表者

波多 賢二  大阪大学, 歯学研究科, 准教授 (80444496)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2021年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2020年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2019年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
キーワード骨形成 / DNAメチル化 / 骨芽細胞
研究開始時の研究の概要

骨や軟骨などの硬組織再生に重要な制御機構として、エピジェネティック機構の一つであるDNAメチル化が注目されている。しかし、骨形成におけるDNAメチル化機構の関与は不明な点が多く、骨再生への応用も未だ確立していない。本研究では、骨形成を制御するDNAメチル化酵素とその制御機構を分子レベルで解明し、得られた知見を骨組織再生に応用することにより、DNAメチル化を標的とした革新的骨再生法の開発を目指す研究である。

研究成果の概要

エピジェネティックな遺伝子発現調節機構の一つであるDNAメチル化は様々な生命現象に関与する。本研究では、骨芽細胞分化を制御するDNAメチル化機構を分子レベルで明らかにし、DNAメチル化制御による革新的な骨形成誘導法の開発を目的として研究を行った。最新のエピジェネティクス解析技術を用いて様々な間葉系細胞のDNAメチル化および遺伝子発現の統合解析を行い、骨芽細胞に特異的なDNAメチル化遺伝子を明らかにした。さらに、骨形成を促進するDNAメチル化阻害剤のスクリーニングにも成功した。本研究は、DNAメチル化を標的とした効率的な骨再生の技術開発とその社会実装に貢献すると期待できる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年の高齢化社会の到来に伴い、歯周病や骨粗鬆症を代表とする骨代謝疾患の患者数が増大し社会的問題となっており、骨形成を促進する再生療法や治療薬の開発が望まれている。本研究では、遺伝子発現制御機構の1つであるDNAメチル化に着目し、最新の全ゲノム解析技術を用いて骨形成の分子メカニズム解明と骨再生への応用を検討した。その結果、骨形成に重要なDNAメチル化遺伝子を明らかにするとともに、DNAメチル化を阻害することで骨形成を促進する薬剤のスクリーニングに成功した。本研究結果の学術的意義は高く、科学的知見に基づいた骨再生法の開発に貢献すると期待できる。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2021 2020 2019

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 3件) 学会発表 (2件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Zfhx4 regulates endochondral ossification as the transcriptional platform of Osterix in mice2021

    • 著者名/発表者名
      Nakamura Eriko、Hata Kenji、Takahata Yoshifumi、Kurosaka Hiroshi、Abe Makoto、Abe Takaya、Kihara Miho、Komori Toshihisa、Kobayashi Sachi、Murakami Tomohiko、Inubushi Toshihiro、Yamashiro Takashi、Yamamoto Shiori、Akiyama Haruhiko、Kawaguchi Makoto、Sakata Nobuo、Nishimura Riko
    • 雑誌名

      Communications Biology

      巻: 4 号: 1 ページ: 1258-1258

    • DOI

      10.1038/s42003-021-02793-9

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Smoc1 and Smoc2 regulate bone formation as downstream molecules of Runx22021

    • 著者名/発表者名
      Takahata Yoshifumi、Hagino Hiromasa、Kimura Ayaka、Urushizaki Mitsuki、Kobayashi Sachi、Wakamori Kanta、Fujiwara Chika、Nakamura Eriko、Yu Kayon、Kiyonari Hiroshi、Bando Kana、Murakami Tomohiko、Komori Toshihisa、Hata Kenji、Nishimura Riko
    • 雑誌名

      Communications Biology

      巻: 4 号: 1 ページ: 1199-1199

    • DOI

      10.1038/s42003-021-02717-7

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Role of Signal Transduction Pathways and Transcription Factors in Cartilage and Joint Diseases2020

    • 著者名/発表者名
      Nishimura Riko、Hata Kenji、Takahata Yoshifumi、Murakami Tomohiko、Nakamura Eriko、Ohkawa Maki、Ruengsinpinya Lerdluck
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 21 号: 4 ページ: 1340-1340

    • DOI

      10.3390/ijms21041340

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 軟骨細胞分化のエピジェネティクス機構2020

    • 著者名/発表者名
      波多賢二
    • 学会等名
      日本軟骨代謝学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Epigenetic Regulation of Chondrocyte Differentiation2019

    • 著者名/発表者名
      Kenji Hata
    • 学会等名
      Japan Bone Academy
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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