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骨・関節破壊の病態生理の解明と新規治療法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 21H02716
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49030:実験病理学関連
研究機関大阪大学

研究代表者

菊田 順一  大阪大学, 大学院医学系研究科, 招へい教員 (60710069)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2023年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2022年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2021年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
キーワード生体イメージング / オミクス解析 / 炎症性骨破壊 / 破骨細胞 / マクロファージ / 関節リウマチ / シングルセル遺伝子発現解析
研究開始時の研究の概要

本研究では、これまで独自に開発・応用してきた骨髄・関節の生体二光子励起イメージング技術と、新規に開発する破骨細胞の単離・オミクス解析技術を融合させ、病的な骨・関節破壊に関わる破骨細胞の分化機構・病態生理を解析して、骨・関節破壊の本質を分子レベルで明らかにするとともに、この病的な破骨細胞を標的とした薬剤の開発の実現を目指す。

研究成果の概要

骨破壊を担う破骨細胞は、生理的な環境下では骨髄に存在し、骨の恒常性維持に重要な役割を果たす一方、関節炎などの病的状態では、滑膜を主座とする慢性炎症が破骨細胞の形成を促し、関節周囲の病的な骨破壊を惹起する。本研究では、独自の生体イメージング技術を用いて解析を行った結果、骨髄と炎症滑膜の二つの異なる局在・微小環境で形成された破骨細胞がその動き・機能の点で大きく異なることが分かった。さらに、炎症滑膜から細胞を単離しシングルセルRNA-seq解析を行った結果、病的な骨破壊に関わる破骨細胞の分化制御メカニズムが明らかとなった。今後、病的な破骨細胞を標的とした薬剤の開発の実現を目指す。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、従来の研究手法では解析が困難であった生体の炎症関節内における破骨細胞の骨吸収動態を可視化することに成功するとともに、病的骨破壊に関わる破骨細胞の分化制御メカニズムを明らかにしたもので、国際的にも独自性が高く、学術的に大きな意義がある。最先端のライブイメージング技術とオミクス解析技術によって得られた基礎研究成果を臨床現場へ還元することにより、国内外の医療への貢献も期待され、その社会的意義も極めて大きい。

報告書

(4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
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (13件) (うち国際共著 4件、 査読あり 13件、 オープンアクセス 13件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 2件、 招待講演 10件)

  • [雑誌論文] Single-cell transcriptomics of human cholesteatoma identifies an activin A-producing osteoclastogenic fibroblast subset inducing bone destruction2023

    • 著者名/発表者名
      Shimizu Kotaro、Kikuta Junichi、Ohta Yumi、Uchida Yutaka、Miyamoto Yu、Morimoto Akito、Yari Shinya、Sato Takashi、Kamakura Takefumi、Oshima Kazuo、Imai Ryusuke、Liu Yu-Chen、Okuzaki Daisuke、Hara Tetsuya、Motooka Daisuke、Emoto Noriaki、Inohara Hidenori、Ishii Masaru
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 14 号: 1 ページ: 4417-4417

    • DOI

      10.1038/s41467-023-40094-3

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Protocol for live imaging of transferred mouse bone marrow cells by two-photon microscopy2023

    • 著者名/発表者名
      Sudo T, Yamashita E, Kikuta J, Ishii M
    • 雑誌名

      STAR Protocols

      巻: 4 号: 4 ページ: 102654-102654

    • DOI

      10.1016/j.xpro.2023.102654

    • 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] JAK inhibition ameliorates bone destruction by simultaneously targeting mature osteoclasts and their precursors2023

    • 著者名/発表者名
      Yari et al.
    • 雑誌名

      Inflammation and Regeneration

      巻: 43 号: 1 ページ: 18-18

    • DOI

      10.1186/s41232-023-00268-4

    • 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] Progressive differentiation toward the long-lived plasma cell compartment in the bone marrow.2023

    • 著者名/発表者名
      Koike T, Fujii K, Kometani K, Butler NS, Funakoshi K, Yari S, Kikuta J, Ishii M, Kurosaki T, Ise W
    • 雑誌名

      Journal of Experimental Medicine

      巻: 220 号: 2 ページ: 2-2

    • DOI

      10.1084/jem.20221717

    • 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] Arthritis-associated osteoclastogenic macrophage, AtoM, as a key player in pathological bone erosion.2022

    • 著者名/発表者名
      Agemura T, Hasegawa T, Yari S, Kikuta J, Ishii M
    • 雑誌名

      Inflammation and Regeneration

      巻: 42 号: 1 ページ: 17-17

    • DOI

      10.1186/s41232-022-00206-w

    • 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] Osteoblast-derived vesicles induce a switch from bone-formation to bone-resorption in vivo2022

    • 著者名/発表者名
      Uenaka Maki、Yamashita Erika、Kikuta Junichi、Morimoto Akito、Ao Tomoka、Mizuno Hiroki、Furuya Masayuki、Hasegawa Tetsuo、Tsukazaki Hiroyuki、Sudo Takao、Nishikawa Keizo、Okuzaki Daisuke、Motooka Daisuke、Kosaka Nobuyoshi、Sugihara Fuminori、Boettger Thomas、Braun Thomas、Ochiya Takahiro、Ishii Masaru
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 13 号: 1 ページ: 1066-1066

    • DOI

      10.1038/s41467-022-28673-2

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Osteoclasts adapt to physioxia perturbation through DNA demethylation2021

    • 著者名/発表者名
      Nishikawa Keizo、Seno Shigeto、Yoshihara Toshitada、Narazaki Ayako、Sugiura Yuki、Shimizu Reito、Kikuta Junichi、Sakaguchi Reiko、Suzuki Norio、Takeda Norihiko、Semba Hiroaki、Yamamoto Masamichi、et al
    • 雑誌名

      EMBO reports

      巻: 22 号: 12 ページ: 53035-53035

    • DOI

      10.15252/embr.202153035

    • 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] Group 2 innate lymphoid cells in bone marrow regulate osteoclastogenesis in a reciprocal manner via RANKL, GM-CSF and IL-132021

    • 著者名/発表者名
      Momiuchi Yoshiki、Motomura Yasutaka、Suga Emiko、Mizuno Hiroki、Kikuta Junichi、Morimoto Akito、Mochizuki Miho、Otaki Natsuko、Ishii Masaru、Moro Kazuyo
    • 雑誌名

      International Immunology

      巻: 33 号: 11 ページ: 573-585

    • DOI

      10.1093/intimm/dxab062

    • 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] Anti-Siglec-15 antibody suppresses bone resorption by inhibiting osteoclast multinucleation without attenuating bone formation2021

    • 著者名/発表者名
      Tsukazaki Hiroyuki、Kikuta Junichi、Ao Tomoka、Morimoto Akito、Fukuda Chie、Tsuda Eisuke、Minoshima Masafumi、Kikuchi Kazuya、Kaito Takashi、Ishii Masaru
    • 雑誌名

      Bone

      巻: 152 ページ: 116095-116095

    • DOI

      10.1016/j.bone.2021.116095

    • 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] SLPI is a critical mediator that controls PTH-induced bone formation2021

    • 著者名/発表者名
      Morimoto Akito、Kikuta Junichi、Nishikawa Keizo、Sudo Takao、Uenaka Maki、Furuya Masayuki、Hasegawa Tetsuo、Hashimoto Kunihiko、Tsukazaki Hiroyuki、Seno Shigeto、Nakamura Akira、Okuzaki Daisuke、Sugihara Fuminori、Ninomiya Akinori、Yoshimura Takeshi、Takao-Kawabata Ryoko、Matsuda Hideo、Ishii Masaru
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 12 号: 1 ページ: 2136-2136

    • DOI

      10.1038/s41467-021-22402-x

    • 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] Arthritis-associated osteoclastogenic macrophages (AtoMs) participate in pathological bone erosion in rheumatoid arthritis2021

    • 著者名/発表者名
      Agemura T, Hasegawa T, Yari S, Kikuta J, Ishii M
    • 雑誌名

      Immunological Medicine

      巻: 45 号: 1 ページ: 22-26

    • DOI

      10.1080/25785826.2021.1944547

    • 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] Imaging of bone and joints in vivo: pathological osteoclastogenesis in arthritis2021

    • 著者名/発表者名
      Hasegawa T, Kikuta J, Ishii M
    • 雑誌名

      International Immunology

      巻: 33 号: 12 ページ: 679-686

    • DOI

      10.1093/intimm/dxab047

    • 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] The Effects of Vitamin D on Immune System and Inflammatory Diseases2021

    • 著者名/発表者名
      Ao T, Kikuta J, Ishii M
    • 雑誌名

      Biomolecules

      巻: 11 号: 11 ページ: 1624-1624

    • DOI

      10.3390/biom11111624

    • 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
  • [学会発表] 生体イメージングを活用した再生医療研究2024

    • 著者名/発表者名
      菊田順一
    • 学会等名
      第23回日本再生医療学会総会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 生体イメージングによる炎症性破骨細胞の動態・機能解析2023

    • 著者名/発表者名
      菊田順一、石井優
    • 学会等名
      第67回日本リウマチ学会総会・学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] RANKLによる骨髄血管透過性制御機構の解明2023

    • 著者名/発表者名
      菊田順一、石井優
    • 学会等名
      第8回日本骨免疫学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 生体イメージングで捉える炎症性骨破壊・線維化の動的実体2023

    • 著者名/発表者名
      菊田順一、石井優
    • 学会等名
      第44回日本炎症・再生医学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Intravital imaging of in vivo pharmacological actions of drugs on the immune system2023

    • 著者名/発表者名
      Junichi Kikuta
    • 学会等名
      The 9th China-Japan Joint Meeting of Basic and Clinical Pharmacology
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] RANKLによる生体骨髄内の血管透過性制御機構の解明2023

    • 著者名/発表者名
      菊田順一、石井優
    • 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] 生体イメージング技術で捉えるRA治療薬のin vivo薬理作用2023

    • 著者名/発表者名
      菊田順一
    • 学会等名
      Rising Star Seminar
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 生体二光子励起イメージングで解き明かすバイオミネラリゼーション2023

    • 著者名/発表者名
      菊田順一、石井優
    • 学会等名
      第52回結晶成長国内会議
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 生体イメージングによる分子標的治療薬のin vivo薬理作用の解明2023

    • 著者名/発表者名
      菊田順一、石井優
    • 学会等名
      第97回日本薬理学会年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] ゼロから始める生体イメージング研究~病態解明と新たな治療を目指して~2022

    • 著者名/発表者名
      菊田順一、石井優
    • 学会等名
      第31回日本リウマチ学会近畿支部学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 生体多光子励起イメージングによる免疫疾患の病態解明2022

    • 著者名/発表者名
      菊田順一、石井優
    • 学会等名
      第50回日本臨床免疫学会総会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 生体イメージング技術による免疫疾患治療薬のin vivo薬理作用の解明2022

    • 著者名/発表者名
      菊田順一、石井優
    • 学会等名
      第96回日本薬理学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Intravital imaging technology dissecting cellular dynamics in inflammation and bone destruction in vivo2021

    • 著者名/発表者名
      菊田順一, 石井優
    • 学会等名
      23rd Asia-Pacific League of Associations for Rheumatology Congress
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 生体イメージングと骨代謝2021

    • 著者名/発表者名
      菊田順一, 石井優
    • 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
    • 招待講演

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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