骨細胞を基軸としたリン依存性オートファジー誘発型骨老化機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号	19K10057
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57010:常態系口腔科学関連
研究機関	長崎大学
研究代表者	佐々木宗輝長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 助教 (10706336)
研究分担者	稲葉菜緒長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 客員研究員 (00814170) 右藤友督長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 助教 (10816680) 黒嶋伸一郎長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 准教授 (40443915)
研究期間 (年度)	2019-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス	交付 (2022年度)
配分額 *注記	4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円) 2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円) 2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円) 2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード	リン / 老化 / 骨細胞 / オートファジー
研究開始時の研究の概要	血中リン濃度の上昇は老化を加速する．骨の老化は骨密度を低下させ，最終的にはマイクロクラックの増加により易骨折性を惹起する．超高齢社会の到来において，骨折予防は対応すべき喫緊の課題であるため，骨老化機構の解明が必要不可欠である．一方，オートファジーとは細胞が生命維持のために自己のタンパク質や細胞内小器官を分解して再利用する働きのことを示すが，リンがオートファジーに与える影響は不明であり，ましてやオートファジーが骨老化機構に与える影響は全く分かっていない．そこで本研究はリン濃度－オートファジー経路を介した骨老化機構を解明することを目的とした．
研究実績の概要	本研究の目的は，以下の2点である．学術的問①：リンの血中濃度変化が骨基質のオートファジー機能に与える影響を明らかにした基礎研究は極めて少ないため不明．学術的問②：オートファジーが骨老化機構へ与える影響は全く分かっていない．従って，提起された研究課題の核心をなす学術的「問い①と②」に対する答えを見出すため，以下を本研究課題の目的とした．１）血中リン濃度の変化に対するオートファジー機能の変化を明らかにする.２）オートファジー機能に関連した骨老化経路を明らかにする. 上記１）と２）を明らかにすることで，リンのオートファジー機能に対する影響が明らかになり，最終的には，オートファジー機能を介した骨老化機構が明らかになる. 平成31年度から令和4年度までの研究を以下にまとめる．血中リン濃度の変化がマウス長管骨におけるオートファジー関連因子の局在が変化を招くことから，リンがオートファジーの機能的変化を惹起するものと考えられた．免疫組織化学においてリン調整食を与えた群では老化現象様の症状を認めた．次に，培養骨細胞を用いて免疫組織化学でリン濃度の変化に関連して局在が変化したオートファジー関連因子と老化因子の発現について定量解析を行った．令和3年度では，平成31年度に検索したリン濃度反応性オートファジー因子と令和2年度に検索したリン濃度反応性老化因子から変動の大きな因子を選択しsiRNAを作成した．さらに候補因子の経路検索を行った．令和4年度の研究では，令和3年に作成したリン濃度反応性老化候補因子のsiRNAを野生型マウスにトランスフェクションを行いリン調整食を与え解析を行った．その結果，候補因子の阻害後リン調整食を与えたマウスではトランスフェクションを行わずリン調整食を与えた野生型マウスと比較し，表現型に差があることが確認されたことから候補因子はリン濃度反応性老化因子の可能性が高いと考えられる．
現在までの達成度 (区分)	現在までの達成度 (区分) 3: やや遅れている理由令和4年度における研究の遂行は，候補因子のsiRNAを作成し野生型マウスへのトランスフェクションを行い候補因子のリン濃度変化が老化機構へ与える影響を確認することを予定していた．その結果ほぼ予定通りに研究を遂行することができたと考えられる．その一方で，候補となった因子は，ウエスタンブロッティングにて経路検索と，さらに候補因子はKEGGによるpathway検索を行うを予定していたがこちらは十分に達成されていない．
今後の研究の推進方策	令和５年度の予定としては，siRNAのトランスフェクションを培養細胞で確認を行うことと，令和４年度で不十分であったpathway検索を行うことにしている．そして研究結果を論文化する予定である．

報告書

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