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遺伝子発現オン・オフゲノム編集統合的スクリーニングを用いた骨再生制御因子の同定

研究課題

研究課題/領域番号 20H03872
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
研究機関松本歯科大学

研究代表者

中道 裕子  松本歯科大学, 総合歯科医学研究所, 准教授 (20350829)

研究分担者 岩本 莉奈  松本歯科大学, 総合歯科医学研究所, 助教 (20907216)
宇田川 信之  松本歯科大学, 歯学部, 教授 (70245801)
堀部 寛治  松本歯科大学, 歯学部, 講師 (70733509)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2023年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2022年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2021年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
キーワードWnt / ビタミンD / 骨再生制御因子 / ゲノム編集スクリーニング / Ryk / 活性型ビタミンD
研究開始時の研究の概要

本研究では、骨再生制御因子の同定のために、独自にビタミンD標的遺伝子ゲノム編集ライブラリーを作製する。このビタミンD標的遺伝子ライブラリーまたはゲノムワイド遺伝子ライブラリーと、応募者が開発したWnt応答性細胞死回避/誘導レポーターシステムを用いて、①遺伝子発現オンシステムであるCrispr-Aスクリーニング、②遺伝子発現オフシステムであるCrispr-KOスクリーニングを行う。①と②の統合的解析により骨再生制御因子を同定し、骨再生治療における薬剤標的(druggable) 分子を決定する。

研究成果の概要

Wntシグナル下流新規骨形成制御因子を見つけるため、Wnt活性の上昇と低下に応じて細胞死を誘導するシステムを確立し、TGFβファミリー分子がWntシグナル促進に関与することを見出した。WntレポーターAxin2-tomatoマウスを用いた骨折治癒モデルにおいて、Wnt応答性にTGFβファミリー分子が治癒促進に貢献することがわかった。さらに著しく骨形成が低下する病態モデルである高ビタミンD症と慢性腎臓病モデルマウスにおいて、TGFβファミリー分子の骨における発現低下および循環血におけるWnt阻害因子Sclerostinレベルの著しい上昇が、骨形成低下の原因であることを突き止めた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

日本は、現在高齢化社会にあり、骨粗鬆症患者急増が社会問題となっている。骨吸収抑制薬が第一選択であるが、骨吸収抑制薬は骨形成も低下させ、骨質低下が生じる問題点がある。一方、骨形成促進薬は、副甲状腺ホルモン製剤と細胞外Wnt阻害タンパクであるスクレロスチンの中和抗体の2種類しかないが、安全性に懸念があり適応が限られている。骨粗鬆症治療は長期に渡るため、既存の治療薬とは異なる作用機構の骨形成促進薬の開発が喫緊の課題である。本研究の成果は、既存の骨形成促進薬と異なる分子ターゲットを提案し、治療が難しい慢性腎臓病やカルシウム代謝性疾患による続発性骨粗鬆症の治療法確立に寄与することが期待される。

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 1件、 査読あり 11件、 オープンアクセス 9件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] マックスプランク研究所(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] セントルイス・ワシントン大学(米国)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] セントルイス・ワシントン大学(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Osteoclastogenesis and vitamin D2024

    • 著者名/発表者名
      Nakamichi Yuko、Takahashi Naoyuki、Suda Tatsuo、Udagawa Nobuyuki
    • 雑誌名

      Feldman and Pike's Vitamin D 5th Edition

      巻: - ページ: 395-408

    • DOI

      10.1016/b978-0-323-91386-7.00021-0

    • ISBN
      9780323913867
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Lack of vitamin D signalling in mesenchymal progenitors causes fatty infiltration in muscle2024

    • 著者名/発表者名
      Hosoyama Tohru、Kawai‐Takaishi Minako、Iida Hiroki、Yamamoto Yoko、Nakamichi Yuko、Watanabe Tsuyoshi、Takemura Marie、Kato Shigeaki、Uezumi Akiyoshi、Matsui Yasumoto
    • 雑誌名

      Journal of Cachexia, Sarcopenia and Muscle

      巻: 印刷中 号: 3 ページ: 13448-13448

    • DOI

      10.1002/jcsm.13448

    • 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
  • [雑誌論文] The vitamin D receptor in osteoblastic cells but not secreted parathyroid hormone is crucial for soft tissue calcification induced by the proresorptive activity of 1,25(OH)2D32023

    • 著者名/発表者名
      Nakamichi Yuko、Liu Ziyang、Mori Tomoki、He Zhifeng、Yasuda Hisataka、Takahashi Naoyuki、Udagawa Nobuyuki
    • 雑誌名

      The Journal of Steroid Biochemistry and Molecular Biology

      巻: 232 ページ: 106351-106351

    • DOI

      10.1016/j.jsbmb.2023.106351

    • 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
  • [雑誌論文] Angiotensin II induces aortic rupture and dissection in osteoprotegerin-deficient mice2022

    • 著者名/発表者名
      Tsuruda T, Yamashita A, Otsu M, Koide M, Nakamichi Y, Sekita-Hatakeyama Y, Hatakeyama K, Funamoto T, Chosa E, Asada Y, Udagawa N, Kato J, Kitamura K
    • 雑誌名

      Journal of the American Heart Association

      巻: 11 号: 8

    • DOI

      10.1161/jaha.122.025336

    • 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
  • [雑誌論文] WNT/RYK signaling functions as an antiinflammatory modulator in the lung mesenchyme2022

    • 著者名/発表者名
      Kim Hyun-Taek、Panza Paolo、Kikhi Khrievono、Nakamichi Yuko、Atzberger Ann、Guenther Stefan、Ruppert Clemens、Guenther Andreas、Stainier Didier Y. R.
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences, USA

      巻: 119 号: 24

    • DOI

      10.1073/pnas.2201707119

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Influence of vitamin D on sarcopenia pathophysiology: A longitudinal study in humans and basic research in knockout mice2022

    • 著者名/発表者名
      Mizuno Takafumi、Hosoyama Tohru、Tomida Makiko、Yamamoto Yoko、Nakamichi Yuko、Kato Shigeaki、Kawai‐Takaishi Minako、Ishizuka Shinya、Nishita Yukiko、Tange Chikako、Shimokata Hiroshi、Imagama Shiro、Otsuka Rei
    • 雑誌名

      Journal of Cachexia, Sarcopenia and Muscle

      巻: 13 号: 6 ページ: 2961-2973

    • DOI

      10.1002/jcsm.13102

    • 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] RANKL/OPG ratio regulates odontoclastogenesis in damaged dental pulp2021

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Nishida , Atsushi Arai , Lijuan Zhao , Mengyu Yang , Yuko Nakamichi , Kanji Horibe , Akihiro Hosoya , Yasuhiro Kobayashi , Nobuyuki Udagawa , Toshihide Mizoguchi
    • 雑誌名

      Scientific reports

      巻: 11(1) 号: 1 ページ: 4575-4575

    • DOI

      10.1038/s41598-021-84354-y

    • 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] Effector memory CD4+T cells in mesenteric lymph nodes mediate bone loss in food-allergic enteropathy model mice, creating IL-4 dominance2021

    • 著者名/発表者名
      Ono-Ohmachi Aiko、Udagawa Nobuyuki、Nakamichi Yuko、Koide Masanori、Nakajima-Adachi Haruyo
    • 雑誌名

      Mucosal Immunology

      巻: 14 号: 6 ページ: 1335-1346

    • DOI

      10.1038/s41385-021-00434-2

    • 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] Osteoclast differentiation by RANKL and OPG signaling pathways2020

    • 著者名/発表者名
      Udagawa Nobuyuki、Koide Masanori、Nakamura Midori、Nakamichi Yuko、Yamashita Teruhito、Uehara Shunsuke、Kobayashi Yasuhiro、Furuya Yuriko、Yasuda Hisataka、Fukuda Chie、Tsuda Eisuke
    • 雑誌名

      Journal of Bone and Mineral Metabolism

      巻: 39 号: 1 ページ: 19-26

    • DOI

      10.1007/s00774-020-01162-6

    • 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] The Vitamin D Receptor in Osteoblast-Lineage Cells Is Essential for the Proresorptive Activity of 1α,25(OH)2D3 In Vivo2020

    • 著者名/発表者名
      Tomoki Mori, Kanji Horibe, Masanori Koide, Shunsuke Uehara, Yoko Yamamoto, Shigeaki Kato, Hisataka Yasuda, Naoyuki Takahashi, Nobuyuki Udagawa, Yuko Nakamichi
    • 雑誌名

      Endocrinology .

      巻: 161 号: 11 ページ: 1-14

    • DOI

      10.1210/endocr/bqaa178

    • 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] Vitamin D in The Regulation of Osteoclasts2020

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Naoyuki、Nakamichi Yuko、Udagawa Nobuyuki
    • 雑誌名

      Encyclopedia of Bone Biology

      巻: 1 ページ: 290-302

    • DOI

      10.1016/b978-0-12-801238-3.62204-3

    • ISBN
      9780128140826
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 活性型ビタミンDの骨吸収促進作用による軟組織の石灰化に、副甲状腺ホルモンは関与せず、骨芽細胞内のビタミンD受容体が決定的な役割を果たす2023

    • 著者名/発表者名
      中道裕子, 劉子洋, 何治鋒, 保田尚孝, 高橋直之, 宇田川信之
    • 学会等名
      第41回日本骨代謝学会学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] The Vitamin D Receptor (VDR) in Osteoblastic Cells but Not Parathyroid Hormone (PTH) Secretion Is Critical for Soft Tissue Calcification Induced by the Proresorptive Activity of 1,25(OH)2D32023

    • 著者名/発表者名
      Yuko Nakamichi, Ziyang Liu, Tomoki Mori, Zhifeng He, Hisataka Yasuda, Naoyuki Takahashi, Nobuyuki Udagawa
    • 学会等名
      ASBMR (アメリカ骨代謝学会)2023 Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 骨芽細胞のビタミンD受容体(VDR)は、過剰なビタミンDによる病態発現において決定的な役割を果たす2023

    • 著者名/発表者名
      中道裕子、劉子洋、森 智紀、宇田川信之
    • 学会等名
      第7回日本骨免疫学会冬期学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] The vitamin D receptor in osteoblastic cells is crucial for the proresorptive activity, hypercalcemia, and soft tissue calcification, induced by 1α,25(OH)2D32022

    • 著者名/発表者名
      Yuko Nakamichi, Tomoki Mori, Hisataka Yasuda, Naoyuki Takahashi, Nobuyuki Udagawa
    • 学会等名
      Vitamin D Workshop (24th)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 食物アレルギー性腸炎併発骨量減少におけるIL-4の役割の解析2022

    • 著者名/発表者名
      玉井雅人,宇野智,山田悟生,中村翔太郎,曽我皓平,中道裕子,小出雅則,高野智弘,宇田川信之,清野宏,八村敏志,足立(中嶋)はるよ
    • 学会等名
      2022年度日本農芸化学会京都大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 骨芽細胞・骨細胞のビタミンD受容体(VDR)は、in vivoにおいても活性型ビタミンDによる骨吸収促進作用に不可欠である2022

    • 著者名/発表者名
      中道裕子、森 智紀、宇田川信之
    • 学会等名
      第6回日本骨免疫学会ウインタースクール
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ビタミンDの骨組織における役割とは?2022

    • 著者名/発表者名
      宇田川信之
    • 学会等名
      第6回日本骨免疫学会ウインタースクール
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] RANKL/OPG比は損傷した歯髄における破歯細胞形成を調節する2021

    • 著者名/発表者名
      西田大輔,荒井敦,堀部寛治,中道裕子,細矢明宏,中村浩彰,小林泰浩,宇田川信之,溝口利英
    • 学会等名
      第39回日本骨代謝学会学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] マクロファージはLepR陽性細胞を活性化し骨再生を促進する2021

    • 著者名/発表者名
      何治鋒,溝口利英,平賀徹,村上康平,中道裕子,山下照仁,小出雅則,宇田川信之,小林泰浩
    • 学会等名
      第39回日本骨代謝学会学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 骨ミネラル代謝におけるビタミンDとWntシグナルの作用機序の解明2020

    • 著者名/発表者名
      中道裕子
    • 学会等名
      第460回 東京歯科大学 大学院セミナー
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 心血管保護因子としてのオステオプロテゲリン2020

    • 著者名/発表者名
      鶴田敏博,小出雅則,中道裕子,中村美どり,宇田川信之,北村和雄
    • 学会等名
      第62回歯科基礎学会学術大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] BMP 誘導性の異所性骨における骨形成抑制因子スクレロスチン陽性細胞の経時的観察2020

    • 著者名/発表者名
      松下雅衣,小出雅則,芳澤享子,堀部寛治,小林泰浩,山下照仁,中道裕子, 上原俊介,宇田川信之
    • 学会等名
      第62回歯科基礎学会学術大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] USACO 日本人論文紹介

    • URL

      https://www.usaco.co.jp/article/detail.html?itemid=1347&dispmid=610

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 日本骨代謝学会 1st Author

    • URL

      http://www.jsbmr.jp/1st_author/431_nakamichi_mori.html

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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