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コンドロイチン硫酸による骨および骨格筋を軸にした組織リモデリング調節機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20K06551
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43030:機能生物化学関連
研究機関神戸薬科大学

研究代表者

三上 雅久  神戸薬科大学, 薬学部, 講師 (20330425)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022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)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードコンドロイチン硫酸 / 組織リモデリング / 骨粗鬆症 / サルコペニア / 筋サテライト細胞 / 筋萎縮症
研究開始時の研究の概要

超高齢化社会を迎えた本邦において、健康寿命の延伸を達成するためには運動器症候群の克服が不可欠である。その代表疾患である骨粗鬆症およびサルコペニアの発症要因は、加齢に伴う組織リモデリング機構の破綻であると捉えることができるが、その分子基盤の実体は不明である。本研究では、コンドロイチン硫酸(CS)鎖が加齢に伴い減少することを踏まえ、「運動器全般の正常な組織リモデリング機構が機能的CS鎖の発現により担保されている」という仮説の実証を試みる。

研究成果の概要

コンドロイチン硫酸(CS)鎖は、代表的な硫酸化多糖の一つであり、コアタンパク質に共有結合したプロテオグリカン(CSPG)の形で存在している。CSPGは、主要な細胞外マトリックス構成成分として、接着、増殖、分化・再生といった細胞の様々な機能を支える微小環境を構築する。こうしたCSPGの機能の多くは、多様な構造を示すCS鎖部分を介して発揮される。
本研究では、骨リモデリングおよび骨格筋可塑性におけるCS鎖の機能解明を目指し、1)CS鎖の破骨細胞分化抑制作用の分子機構の特定に繋がる知見を得た。また、2)骨格筋におけるCS鎖の加齢性構造変化が骨格筋再生・維持機能の低下に密接に関連することを見出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究結果から、細胞周囲の微細環境を形づくるCS鎖が、骨や骨格筋といった運動器を支える構成要素の分化・再生過程を調節する多機能糖鎖であることを裏付けることができた。CS鎖の質的・量的な発現制御に主眼を置いた本研究の成果は、運動器症候群の原因疾患である骨粗鬆症やサルコペニアに対する新たな治療戦略の基盤構築に大きく貢献するものと期待される。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (5件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Chondroitin sulfate glycosaminoglycans function as extra/pericellular ligands for cell surface receptors.2023

    • 著者名/発表者名
      Mikami, T., and Kitagawa, H.
    • 雑誌名

      J. Biochem.

      巻: 173 号: 5 ページ: 329-332

    • DOI

      10.1093/jb/mvac110

    • 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] Immunochemical detection and glycosaminoglycan disaccharide-based characterization of chondroitin sulfate proteoglycans.2023

    • 著者名/発表者名
      Mikami, T., and Kitagawa, H.
    • 雑誌名

      Proteoglycans. Methods in Molecular Biology (ed. Karamanos, N.K.), Springer

      巻: 2619 ページ: 25-38

    • DOI

      10.1007/978-1-0716-2946-8_2

    • ISBN
      9781071629451, 9781071629468
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Genome-wide CRISPR screen for HSV-1 host factors reveals PAPSS1 contributes to heparan sulfate synthesis2022

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Takeshi、Sato Yoshitaka、Okuno Yusuke、Goshima Fumi、Mikami Tadahisa、Umeda Miki、Murata Takayuki、Watanabe Takahiro、Watashi Koichi、Wakita Takaji、Kitagawa Hiroshi、Kimura Hiroshi
    • 雑誌名

      Communications Biology

      巻: 5 号: 1 ページ: 694-694

    • DOI

      10.1038/s42003-022-03581-9

    • 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] Altered sulfation status of FAM20C-dependent chondroitin sulfate is associated with osteosclerotic bone dysplasia.2022

    • 著者名/発表者名
      Koike, T., Mikami, T., Tamura, J., and Kitagawa, H.
    • 雑誌名

      Nat. Commun.

      巻: 13 号: 1 ページ: 7952-7952

    • DOI

      10.1038/s41467-022-35687-3

    • 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] Chondroitin Sulfate Glycosaminoglycans Regulate Distinct Cell Surface Receptor-Mediated Neuronal Functions2021

    • 著者名/発表者名
      Mikami Tadahisa、Kitagawa Hiroshi
    • 雑誌名

      Trends in Glycoscience and Glycotechnology

      巻: 33 号: 191 ページ: E11-E16

    • DOI

      10.4052/tigg.2004.1E

    • NAID

      130007974651

    • ISSN
      0915-7352, 1883-2113
    • 年月日
      2021-01-25
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Biosynthesis and Degradation of Glycans of the Extracellular Matrix: Sulfated Glycosaminoglycans, Hyaluronan, and Matriglycan2021

    • 著者名/発表者名
      Mikami Tadahisa、Kitagawa Hiroshi
    • 雑誌名

      Comprehensive Glycoscience, 2nd edition (ed. Joe Barchi), Elsevier

      巻: 3 ページ: 29-62

    • DOI

      10.1016/b978-0-12-819475-1.00018-3

    • ISBN
      9780128222447
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書 2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Distinct effects of chondroitin sulfate on hematopoietic cells and the stromal microenvironment in bone marrow hematopoiesis.2021

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Katagiri, Shun Uemura, Takashi Ushiki, Yaeko Nakajima-Takagi, Motohiko Oshima, Tadahisa Mikami, Asami Kawasaki, Hajime Ishiguro, Tomoyuki Tanaka, Hirohito Sone, Hiroshi Kitagawa, Michihiro Igarashi, Atsushi Iwama, Masayoshi Masuko
    • 雑誌名

      Experimental hematology

      巻: 96 ページ: 52-62

    • DOI

      10.1016/j.exphem.2021.02.003

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 骨格筋におけるコンドロチン硫酸の加齢性構造変化と再生・維持機能に与える影響2022

    • 著者名/発表者名
      三上 雅久、北川 裕之
    • 学会等名
      第41回日本糖質学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] コンドロイチン硫酸の骨格筋維持機構における役割と加齢性構造変化2021

    • 著者名/発表者名
      三上雅久, 北川裕之
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] コンドロイチン硫酸-DによるインテグリンαVβ3の活性化は神経突起伸長や神経分化を制御する2021

    • 著者名/発表者名
      森下 雅子, 藤本 卓也, 志田 美春, 三上 雅久, 北川 裕之
    • 学会等名
      日本薬学会141年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] コンドロイチン硫酸の骨格筋可塑性における役割と加齢性変化2020

    • 著者名/発表者名
      三上雅久, 北川裕之
    • 学会等名
      第93回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 骨格筋内コンドロイチン硫酸鎖の加齢性構造変化とサルコペニア発症との関連2020

    • 著者名/発表者名
      井村 朱里, 藤本 麻里, 香川 倫乃, 伊藤 宜広, 三上 雅久, 北川 裕之
    • 学会等名
      第70回日本薬学会関西支部大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] 神戸薬科大学生化学研究室ホームページ

    • URL

      https://www.kobepharma-u.ac.jp/biochem/

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] 神戸薬科大学生化学研究室ホームページ

    • URL

      http://www.kobepharma-u.ac.jp/biochem/

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書 2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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