硬組織の形成と破壊を制御するストア作動性カルシウム流入機構の解明

• 研究課題/領域番号: 21591961
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 整形外科学
• 研究機関: 慶應義塾大学
• 研究代表者: 高石 官成 慶應義塾大学, 医学部, 講師 (60236180)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2010年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2009年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
• キーワード: 破骨細胞 / カルシウムシグナル / 間葉系

研究概要

免疫系細胞は造血幹細胞より分化し、骨髄において骨芽細胞や破骨細胞などの硬組織構成細胞と共通の微少環境を形成し、多くのシグナル分子を共有している。破骨細胞分化に必須な共刺激シグナルであるITAM-カルシウム経路に注目し、細胞内カルシウム感知センサーとしてのSOCE(Store-operated Calcium Entry)を詳細に解析することで、造血系細胞のみならず間葉系分化の分子機構についても新しいシグナル伝達経路を提唱できるかどうか検討した。T細胞においてNFATを活性化する因子のスクリーニング系から、SOCEを調節するセンサー分子であるSTIM1/2および細胞膜型チャネルOrail遺伝子クラスターを同定し、C2C12細胞を用いたBMP-2依存性の骨芽細胞分化誘導系、骨髄マクロファージを用いたRANKL依存性の破骨細胞分化誘導系において、STIM1/2・Orail遺伝子の発現を確認した。さらに、RAW264.7からのRANKL依存性の破骨細胞分化が、STIM1/2およびOrailのsiRNAによるノックダウンによって明らかに抑制されることを示した。Orai遺伝子のexon2をpGK-Neoで置換し、3'long armにDTAを挿入したターゲティングベクターを作製し、ES細胞にelectroporationして得られた相同組換え体をblastcyst注入し、独立したキメラマウスを2系統得た。ヘテロマウスの交配によって作出されたホモマウスは新生仔致死性であった。STIM1/STIM2については両遺伝子のdouble floxマウスをCathepsin K CreまたはSox9 Creと交配し、破骨細胞または骨軟骨前駆細胞における表現型の解析をおこなっている。

研究成果

• [雑誌論文] Receptor activator of NF-kappaB(RANK)ligand induces ectodomain shedding of RANK in murine RAW264.7 macrophages (2010)
  • 著者名/発表者名: Hakozaki A, Yoda M, Tohmonda T, Furukawa M, Hikata T, Uchikawa S, Takaishi H, Matsumoto M, Chiba K, Horiuchi K, Toyama Y
  • 雑誌名: J Immunol. 184 ページ: 2442-2448
  • 査読あり
• [雑誌論文] GRIP1 enhances estrogen receptor alpha-dependent extracellular matrix gene expression in chondrogenic cells (2010)
  • 著者名/発表者名: Kato M, Takaishi H, Yoda M, Tohmonda T, Takito J, Fujita N, Hosogane N, Horiuchi K, Kimura T, Okada Y, Saito T, Kawaguchi H, Kikuchi T, Matsumoto M, Toyama Y, Chiba K
  • 雑誌名: Osteoarthritis Cartilage. (印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inhibition of STAT1 accelerates bone fracture healing (2010)
  • 著者名/発表者名: Tajima K, Takaishi H, Takito J, Tohmonda T, Yoda M, Ota N, Kosaki N, Matsumoto M, Ikegami H, Nakamura T, Kimura T, Okada Y, Horiuchi K, Chiba K, Toyama Y
  • 雑誌名: J Orthop Res. (印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Accelerated cartilage resorption by chondroclasts during bone fracture healing in osteoprotegerin-deficient mice (2010)
  • 著者名/発表者名: Ota N, Takaishi H, Kosaki N, Takito J, Yoda M, Tohmonda T, Kimura T, Okada Y, Yasuda H, Kawaguchi H, Matsumoto M, Chiba K, Ikegami H, Toyama Y
  • 雑誌名: Endocrinology 150 ページ: 4823-4823
  • 査読あり
• [雑誌論文] IL-27 abrogates receptor activator of NF-kappa B ligand-mediated osteoclastogenesis of human granulocyte-macrophage colony-forming unit cells through STAT1-dependent inhibition of c-Fos (2009)
  • 著者名/発表者名: Ota N, Takaishi H, Kosaki N, Takito J, Yoda M, Tohmonda T, Kimura T, Okada Y, Yasuda H, Kawaguchi H, Matsumoto M, Furukawa M, Takaishi H, Takito J, Yoda M, Sakai S, Hikata T, Hakozaki A, Uchikawa S, Matsumoto M, Chiba K, Kimura T, Okada Y, Matsuo K, Yoshida H, Toyama YK, Ikegami H, Toyama Y
  • 雑誌名: Endocrinology 183 ページ: 2397-2406
  • 査読あり
• [雑誌論文] MMP-13 plays a role in keratinocyte migration, angiogenesis, and contraction in mouse skin wound healing (2009)
  • 著者名/発表者名: Hattori N, Mochizuki S, Kishi K, Nakajima T, Takaishi H, D'Armiento J, Okada Y
  • 雑誌名: Am J Pathol. 175 ページ: 583-546
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fra-1/AP-1 impairs inflammatory responses and chondrogenesis in fracture healing (2009)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi T, Takada Y, Maruyama K, Shimoda K, Arai Y, Nango N, Kosaki N, Takaishi H, Toyama Y, Matsuo K
  • 雑誌名: J Bone Miner Res. 24 ページ: 2056-2065
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ectodomain shedding of FLT3 ligand is mediated by TNF-alpha converting enzyme (2009)
  • 著者名/発表者名: Horiuchi K, Morioka H, Takaishi H, Akiyama H, Blobel CP, Toyama Y.
  • 雑誌名: J Immunol. 182 ページ: 7408-7418
  • 査読あり
• [雑誌論文] 1-Alpha, 25-dihydroxy vitamin D3 inhibits osteoclastogenesis through IFN-beta- dependent NFATc1 suppression (2009)
  • 著者名/発表者名: Shiraishi A, Saito K, Tanaka A, Taniguchi T, Suda T, Miyamoto T, Toyama Y.
  • 雑誌名: J Bone Miner Metab. 27 ページ: 643-652
  • 査読あり
• [雑誌論文] Conditional inactivation of TACE by a Sox9 promoter leads to osteoporosis and increased granulopoiesis via dysregulation of IL-17 and G-CSF (2009)
  • 著者名/発表者名: Horiuchi K, Kimura T, Miyamoto T, Miyamoto K, Akiyama H, Takaishi H, Morioka H, Nakamura T, Okada Y, Blobel CP, Toyama Y
  • 雑誌名: J Immunol. 182 ページ: 2093-2101
  • 査読あり