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炎症性骨破壊に関与する病原性破骨細胞の同定とその制御による新規治療法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19H05657
研究種目

基盤研究(S)

配分区分補助金
審査区分 大区分I
研究機関大阪大学

研究代表者

石井 優  大阪大学, 大学院生命機能研究科, 教授 (10324758)

研究分担者 蛯名 耕介  大阪大学, 大学院医学系研究科, 准教授 (70612076)
研究期間 (年度) 2019-06-26 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
199,810千円 (直接経費: 153,700千円、間接経費: 46,110千円)
2023年度: 39,260千円 (直接経費: 30,200千円、間接経費: 9,060千円)
2022年度: 40,300千円 (直接経費: 31,000千円、間接経費: 9,300千円)
2021年度: 40,300千円 (直接経費: 31,000千円、間接経費: 9,300千円)
2020年度: 40,300千円 (直接経費: 31,000千円、間接経費: 9,300千円)
2019年度: 39,650千円 (直接経費: 30,500千円、間接経費: 9,150千円)
キーワード関節リウマチ / 炎症性骨破壊 / マクロファージ / 生体イメージング / 破骨細胞 / 医療・福祉 / 関節炎
研究開始時の研究の概要

破骨細胞の定義は「骨を壊す細胞」である。教科書的には、この細胞には「良い働き」と「悪い働き」があり、良い働きとしては、これが古い骨を吸収することで骨芽細胞による骨新生を促し、恒常的なリモデリングが維持されることが挙げられ、一方で関節リウマチなどではこの細胞が働きすぎることで骨が破壊されるという悪い働きがあるとされてきた。しかし、本研究者は両者が顕著に異なることに気がつき、より本質的に異なるものではないかという仮説を立てた。本研究ではこの仮説の下に、「悪玉」破骨細胞のみを特異的に同定し、これを徹底的に抑制する新しい治療法開発を行う。

研究成果の概要

本研究では独自に開発した生体イメージング系やシングルセル解析を駆使して、関節炎局所では通常の骨代謝を維持する破骨細胞ではない異常な破骨細胞が形成されていることを発見し、さらにこの異常な破骨細胞の前駆体のマクロファージであるAtoMやこれを誘導しうる別のマクロファージAM1などの同定に成功した。AtoMの誘導には転写因子FoxM1が重要であることも示し、またヒト検体を用いた解析でヒトAtoMの同定にも成功した。これらにより、通常の骨代謝には影響せず、関節炎による異常な骨破壊を特異的に抑制しうる新規治療法開発へとつながる成果を得た。

研究成果の学術的意義や社会的意義

破骨細胞は一種類ではなく、正常の骨代謝を担う「善玉」と病的骨破壊を起こす「悪玉」が存在することが明らかになったことで、「悪玉」だけを選択的かつ強力に抑制する治療の開発につながり、その社会的意義は大きい。また病理組織における特徴的な病原性マクロファージの同定は、組織におけるマクロファージの多様性の解明につながり、関節腔以外にも肺や肝臓など多くの組織・臓器における多様な病原性マクロファージの同定につながる学術的意義がもたらされた。

評価記号
事後評価所見 (区分)

A+: 研究領域の設定目的に照らして、期待以上の成果があった

評価記号
中間評価所見 (区分)

A: 研究領域の設定目的に照らして、期待どおりの進展が認められる

報告書

(11件)
  • 2024 事後評価(所見) ( PDF )
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 研究概要(中間評価) ( PDF )   実績報告書   中間評価(所見) ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 研究概要(採択時) ( PDF )   審査結果の所見 ( PDF )   実績報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (13件) (うち国際共著 6件、 査読あり 13件、 オープンアクセス 11件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 8件、 招待講演 8件) 備考 (3件)

  • [国際共同研究] The University of Bonn(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] Cincinnati Children's Hospital(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Periportal macrophages protect against commensal-driven liver inflammation2024

    • 著者名/発表者名
      Miyamoto Yu, Ishii Masaru, et al.
    • 雑誌名

      Nature

      巻: 未定 号: 8013 ページ: 901-909

    • DOI

      10.1038/s41586-024-07372-6

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Single-cell transcriptomics of human cholesteatoma identifies an activin A-producing osteoclastogenic fibroblast subset inducing bone destruction2023

    • 著者名/発表者名
      Shimizu Kotaro、Kikuta Junichi、Ohta Yumi、Uchida Yutaka、Miyamoto Yu、Morimoto Akito、Yari Shinya、Sato Takashi、Kamakura Takefumi、Oshima Kazuo、Imai Ryusuke、Liu Yu-Chen、Okuzaki Daisuke、Hara Tetsuya、Motooka Daisuke、Emoto Noriaki、Inohara Hidenori、Ishii Masaru
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 14 号: 1 ページ: 4417-4417

    • DOI

      10.1038/s41467-023-40094-3

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] JAK inhibition ameliorates bone destruction by simultaneously targeting mature osteoclasts and their precursors2023

    • 著者名/発表者名
      Yari et al.
    • 雑誌名

      Inflammation and Regeneration

      巻: 43 号: 1 ページ: 18-18

    • DOI

      10.1186/s41232-023-00268-4

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] In vivo induction of activin A-producing alveolar macrophages supports the progression of lung cell carcinoma2023

    • 著者名/発表者名
      Taniguchi Seiji、Matsui Takahiro、Kimura Kenji、Funaki Soichiro、Miyamoto Yu、Uchida Yutaka、Sudo Takao、Kikuta Junichi、Hara Tetsuya、Motooka Daisuke、Liu Yu-Chen、Okuzaki Daisuke、Morii Eiichi、Emoto Noriaki、Shintani Yasushi、Ishii Masaru
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 14 号: 1 ページ: 143-143

    • DOI

      10.1038/s41467-022-35701-8

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Osteoblast-derived vesicles induce a switch from bone-formation to bone-resorption in vivo2022

    • 著者名/発表者名
      Uenaka Maki、Yamashita Erika、Kikuta Junichi、Morimoto Akito、Ao Tomoka、Mizuno Hiroki、Furuya Masayuki、Hasegawa Tetsuo、Tsukazaki Hiroyuki、Sudo Takao、Nishikawa Keizo、Okuzaki Daisuke、Motooka Daisuke、Kosaka Nobuyoshi、Sugihara Fuminori、Boettger Thomas、Braun Thomas、Ochiya Takahiro、Ishii Masaru
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 13 号: 1 ページ: 1066-1066

    • DOI

      10.1038/s41467-022-28673-2

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Osteoclasts adapt to physioxia perturbation through DNA demethylation2021

    • 著者名/発表者名
      Nishikawa Keizo、Seno Shigeto、Yoshihara Toshitada、Narazaki Ayako、Sugiura Yuki、Shimizu Reito、Kikuta Junichi、Sakaguchi Reiko、Suzuki Norio、Takeda Norihiko、Semba Hiroaki、Yamamoto Masamichi、et al
    • 雑誌名

      EMBO reports

      巻: 22 号: 12 ページ: 53035-53035

    • DOI

      10.15252/embr.202153035

    • 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] SLPI is a critical mediator that controls PTH-induced bone formation2021

    • 著者名/発表者名
      Morimoto Akito、Kikuta Junichi、Nishikawa Keizo、Sudo Takao、Uenaka Maki、Furuya Masayuki、Hasegawa Tetsuo、Hashimoto Kunihiko、Tsukazaki Hiroyuki、Seno Shigeto、Nakamura Akira、Okuzaki Daisuke、Sugihara Fuminori、Ninomiya Akinori、Yoshimura Takeshi、Takao-Kawabata Ryoko、Matsuda Hideo、Ishii Masaru
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 12 号: 1 ページ: 2136-2136

    • DOI

      10.1038/s41467-021-22402-x

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Group 2 innate lymphoid cells support hematopoietic recovery under stress conditions2021

    • 著者名/発表者名
      Sudo Takao、Motomura Yasutaka、Okuzaki Daisuke、Hasegawa Tetsuo、Yokota Takafumi、Kikuta Junichi、Ao Tomoka、Mizuno Hiroki、Matsui Takahiro、Motooka Daisuke、Yoshizawa Ryosuke、Nagasawa Takashi、Kanakura Yuzuru、Moro Kazuyo、Ishii Masaru
    • 雑誌名

      Journal of Experimental Medicine

      巻: 218 号: 5 ページ: 20200817-20200817

    • DOI

      10.1084/jem.20200817

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development of an intravital imaging system for the synovial tissue reveals the dynamics of CTLA-4 Ig in vivo2020

    • 著者名/発表者名
      Hasegawa Tetsuo、Kikuta Junichi、Sudo Takao、Yamashita Erika、Seno Shigeto、Takeuchi Tsutomu、Ishii Masaru
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 号: 1 ページ: 13480-13480

    • DOI

      10.1038/s41598-020-70488-y

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Nonlinear Optics with Near-Infrared Excitation Enable Real-Time Quantitative Diagnosis of Human Cervical Cancers2020

    • 著者名/発表者名
      Matsui Takahiro、Tamoto Ryo、Iwasa Akio、Mimura Masafumi、Taniguchi Seiji、Hasegawa Tetsuo、Sudo Takao、Mizuno Hiroki、Kikuta Junichi、Onoyama Ichiro、Okugawa Kaoru、Shiomi Mayu、Matsuzaki Shinya、Morii Eiichi、Kimura Tadashi、Kato Kiyoko、Kiyota Yasujiro、Ishii Masaru
    • 雑誌名

      Cancer Research

      巻: 80 号: 17 ページ: 3745-3754

    • DOI

      10.1158/0008-5472.can-20-0348

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] In vivo dynamic analysis of BMP-2-induced ectopic bone formation.2020

    • 著者名/発表者名
      Hashimoto K, Kaito T, Furuya M, Seno S, Okuzaki D, Kikuta J, Tsukazaki H, Matsuda H, Yoshikawa H, Ishii M.
    • 雑誌名

      Sci Rep.

      巻: 10 号: 1 ページ: 4751-4751

    • DOI

      10.1038/s41598-020-61825-2

    • 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
  • [雑誌論文] Identification of a novel arthritis-associated osteoclast precursor macrophage regulated by FoxM1.2019

    • 著者名/発表者名
      Hasegawa T, Kikuta J, Sudo T, Matsuura Y, Matsui T, Simmons S, Ebina K, Hirao M, Okuzaki D, Yoshida Y, Hirao A, Kalinichenko VV, Yamaoka K, Takeuchi T, Ishii M.
    • 雑誌名

      Nat Immunol.

      巻: 20 号: 12 ページ: 1631-1643

    • DOI

      10.1038/s41590-019-0526-7

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] High-endothelial Cell-Derived S1P Regulates Dendritic Cell Localization and Vascular Integrity in the Lymph Node2019

    • 著者名/発表者名
      Simmons S, Sasaki N, Umemoto E, Uchida Y, Fukuhara S, Kitazawa Y, Okudaira M, Inoue A, Tohya K, Aoi K, Aoki J, Mochizuki N, Matsuno K, Takeda K, Miyasaka M, Ishii M.
    • 雑誌名

      eLife

      巻: 8

    • DOI

      10.7554/elife.41239

    • 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 / 国際共著
  • [学会発表] Intravital Imaging-Based Single Cell Transcriptomics Identifies a Novel Macrophage Subset in the Liver2023

    • 著者名/発表者名
      Masaru Ishii
    • 学会等名
      The second international school on advanced immunology
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Novel imaging-based methods for validating immunopharmacology on rheumatic diseases2023

    • 著者名/発表者名
      Masaru Ishii
    • 学会等名
      19th World Congress of basic and clinical pharmacology
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Intravital Imaging of live bone cells in vivo2022

    • 著者名/発表者名
      Masaru Ishii
    • 学会等名
      The 49th International Musculoskeletal Biology Workshop
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Arthritic osteoclastogenic macrophages2022

    • 著者名/発表者名
      Masaru Ishii
    • 学会等名
      Annual Meeting of the American College of Rheumatology 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Function of ILC2 in bone marrow2022

    • 著者名/発表者名
      Masaru Ishii
    • 学会等名
      VIB-conference on Type 2 Immunity in Homeostasis and Disease
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Intravital imaging dissecting pathogenic macrophages in vivo2022

    • 著者名/発表者名
      Masaru Ishii
    • 学会等名
      Cambridge Immunology Seminar
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Dynamics of immune cell migration and interaction visualized by intravital microscopy.2021

    • 著者名/発表者名
      Masaru Ishii
    • 学会等名
      Annual Congress of European Calcified Tissue Society
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Dynamics of immune cell migration and interaction visualized by intravital microscopy.2019

    • 著者名/発表者名
      Masaru Ishii
    • 学会等名
      14th World Congress of Inflammation
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 大阪大学医学系研究科生命機能研究科免疫細胞生物学 ホーム

    • URL

      http://www.icb.med.osaka-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] 大阪大学医学系研究科生命機能研究科免疫細胞生物学

    • URL

      http://www.icb.med.osaka-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 大阪大学医学系研究科/生命機能研究科免疫細胞生物学 ホーム

    • URL

      http://www.icb.med.osaka-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2019-06-27   更新日: 2025-02-04  

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