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骨粗鬆症における筋・骨・血管連関を担うエクソソームの役割の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K18480
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分56020:整形外科学関連
研究機関近畿大学

研究代表者

高藤 義正  近畿大学, 医学部, 講師 (90734864)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2019年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワードエクソソーム / miRNA / 筋 / 骨粗鬆症 / 筋・骨連関 / 破骨細胞 / メカニカルストレス / 筋・骨・血管連関
研究開始時の研究の概要

本研究では、筋・骨・血管連関において、骨格筋より産生されるエクソソームに着目し、生理的あるいは病態における役割を解明することを目的とする。具体的には、メカニカルストレスを加えることで筋や骨量が増える状態や、サルコペニア・骨粗鬆症を惹起する病態における筋細胞由来エクソソーム (Myo-exo)を回収し、骨や血管におよぼす影響をin vitro、in vivoで詳細に解析する。さらに、網羅的解析を用いてMyo-exoに内包されるmiRNAの中から重要な因子を同定し、その因子の作用機序や病態における役割の解明を目指す。

研究成果の概要

本研究では、骨格筋が分泌するエクソソーム(Myo-exo)に着目し、筋・骨・血管連関における役割を検討した。Myo-exoは骨吸収を担う破骨細胞の形成を抑制するなど、骨に対する作用を示した。一方、血管の石灰化に対しては有効性を示さなかった。
骨格筋は生体内で様々な力学的負荷を受け、骨格筋の性質にも影響をおよぼす。そこで力学的負荷を与えた筋細胞からMyo-exoを単離したところ、破骨細胞の形成抑制作用が増強された。また、Myo-exoに内包されるmiRNAを網羅的に解析し、見出された複数のmiRNAの作用を検討した結果、miR196がMyo-exoの破骨細胞抑制作用に重要である可能性が示された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

エクソソームは生体内のあらゆる細胞が分泌し、その中にはmiRNAなどの核酸が内包されている。エクソソームは遠隔的に他の組織や細胞に生理作用を示し、血液や尿中のエクソソームは病気を診断するバイオマーカーとしても注目されている。
本研究では、筋由来エクソソーム(Myo-exo)が、骨吸収を担う破骨細胞の形成を抑制することを明らかにした。また、その機序としてMyo-exoに内包される重要なmiRNAを見出した。骨組織は骨形成と骨吸収のバランスによって維持され、骨吸収が過剰になると骨粗鬆症を引き起こす。本研究で得られた知見は、骨粗鬆症の診断や、核酸医薬品の開発に発展することが期待できる。

報告書

(3件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] MicroRNA-196a-5p in Extracellular Vesicles Secreted from Myoblasts Suppresses Osteoclast-like Cell Formation in Mouse Cells2021

    • 著者名/発表者名
      Takafuji Y, Tatsumi K, Kawao N, Okada K, Muratani M, Kaji H.
    • 雑誌名

      Calcif Tissue Int

      巻: 108 号: 3 ページ: 364-376

    • DOI

      10.1007/s00223-020-00772-6

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Extracellular vesicles secreted from mouse muscle cells suppress osteoclast formation: Roles of mitochondrial energy metabolism.2020

    • 著者名/発表者名
      Takafuji Y, Tatsumi K, Ishida M, Kawao N, Okada K, Kaji H.
    • 雑誌名

      Bone

      巻: 134 ページ: 115298-115298

    • DOI

      10.1016/j.bone.2020.115298

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 骨組織再生に関わる細胞に対する筋芽細胞由来細胞外小胞に含まれるmiRNAの解析2021

    • 著者名/発表者名
      高藤義正, 辰巳公平, 石田昌義, 河尾直之, 岡田清孝, 梶博史
    • 学会等名
      第20回 日本再生医療学会総会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 骨修復関連細胞に対する筋芽細胞由来 細胞外小胞の作用2020

    • 著者名/発表者名
      高藤義正, 辰巳公平, 石田昌義, 河尾直之, 岡田清孝, 梶博史
    • 学会等名
      第19回 日本再生医療学会総会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Roles of extracellular vesicles secreted from mouse muscle cells in muscle-bone interactions.2020

    • 著者名/発表者名
      Takafuji Y, Tatsumi K, Ishida M, Kawao N, Okada K, Kaji H.
    • 学会等名
      The 97th Annual Meeting of the Physiological Society of Japan
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] メカニカルストレスの筋・骨連関への作用におけるエクソソームの役割2019

    • 著者名/発表者名
      高藤義正、辰巳公平、石田昌義、河尾直之、岡田清孝、梶博史
    • 学会等名
      第37回日本骨代謝学会学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 筋・骨連関における細胞外小胞の役割2019

    • 著者名/発表者名
      高藤義正、辰巳公平、石田昌義、河尾直之、岡田清孝、梶博史
    • 学会等名
      第6回日本細胞外小胞学会学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2022-01-27  

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