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骨細胞機能障害の解析と治療ターゲットの探索ー遺伝性骨疾患を対象としてー

研究課題

研究課題/領域番号 21H02881
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52050:胎児医学および小児成育学関連
研究機関大阪大学

研究代表者

大薗 恵一  大阪大学, 大学院連合小児発達学研究科, 招へい教授 (20270770)

研究分担者 道上 敏美  地方独立行政法人大阪府立病院機構大阪母子医療センター(研究所), 骨発育疾患研究部門, 部長 (00301804)
窪田 拓生  大阪大学, 大学院医学系研究科, 准教授 (40629135)
大幡 泰久  大阪大学, 大学院医学系研究科, 助教 (20805460)
岡田 随象  大阪大学, 大学院医学系研究科, 教授 (70727411)
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
11,570千円 (直接経費: 8,900千円、間接経費: 2,670千円)
2023年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2022年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2021年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
キーワード骨細胞 / 骨形成不全症 / 低リン血症性くる病 / 骨系統疾患 / 遺伝子発現 / 骨折 / リン代謝 / FGF23 / 骨芽細胞 / 骨形成 / 代謝性骨疾患 / 骨疾患 / くる病
研究開始時の研究の概要

小児の骨疾患の骨細胞に的を絞った研究から、骨量のコントロールとリン代謝の恒常性維持の機能の関連性と骨疾患の発症機序を明らかにすることを目的とする。骨細胞の機能障害を呈する疾患、骨形成不全症とX染色体優性低リン血症性くる病(XLH)を対象として、モデル動物から骨を摘出し、骨細胞を採取する方法と、iPS細胞から骨細胞への分化を誘導して解析する方法を用い、特異的な遺伝子の発現とその相互関係を明らかにし、それを治療ターゲットに据えることを行う。本研究により、新しい治療法の開発につながることが期待される。

研究成果の概要

骨形成不全症モデルマウスを作出し、ヘテロマウス(HT)を用いて解析した。HTはWTと比べ12週齢時の体重減少を認め、脊椎および大腿骨海綿骨で骨量、骨梁幅、骨梁数の低下と、骨梁間隙の増加を認めた。大腿骨皮質骨面積の低下を認めた。また、破断変位と破断エネルギーに差を認めた。4-PBA投与実験ではHT雌でP群に比して治療群で体長と体重の改善を認めた(英語論文投稿中)。
低リン血症性くる病モデルHypマウスから単離した骨細胞を用いて、RNA-seqにより網羅的に遺伝子発現を解析した。Hypの骨細胞で発現が増加していた遺伝子が1904、減少していた遺伝子が654検出され、そのシグナル経路などを解析した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

骨細胞の主要な機能の2つは、骨形成と骨吸収のバランスをとること、および、リンの血中濃度をコントロールすることである。本研究では、研究者らが小児科医であり、小児の骨系統疾患診療を専門としていることから、未だ明らかでない、小児の骨疾患の骨細胞の機能の解析に的を絞った研究である。まず、骨形成不全症(OI)モデル動物を作出し、その骨を解析し、骨細胞機能との関連性を検討する基盤を与えた。また、治療法の開発にも貢献できるモデルであった。X染色体低リン血症性くる病(XLH)のモデルマウスより骨細胞を単離し、網羅的に遺伝子発現を検討した。その結果、リン代謝と骨代謝の接点を示唆するようなデータを得た。

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

    (14件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 3件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Complex intrinsic abnormalities in osteoblast lineage cells of X-linked hypophosphatemia: Analysis of human iPS cell models generated by CRISPR/Cas9-mediated gene ablation2024

    • 著者名/発表者名
      Nakanishi Tatsuro、Yamazaki Miwa、Tachikawa Kanako、Ueta Ayu、Kawai Masanobu、Ozono Keiichi、Michigami Toshimi
    • 雑誌名

      Bone

      巻: 181 ページ: 117044-117044

    • DOI

      10.1016/j.bone.2024.117044

    • 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] Association of trabecular bone score and bone mineral apparent density with the severity of bone fragility in children and adolescents with osteogenesis imperfecta: A cross-sectional study2023

    • 著者名/発表者名
      Ohata Yasuhisa、Kitaoka Taichi、Ishimi Takeshi、Yamada Chieko、Nakano Yukako、Yamamoto Kenichi、Takeyari Shinji、Nakayama Hirofumi、Fujiwara Makoto、Kubota Takuo、Ozono Keiichi
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 18 号: 8 ページ: e0290812-e0290812

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0290812

    • 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] Self-Administration of Burosumab in Children and Adults with X-Linked Hypophosphataemia in Two Open-Label, Single-Arm Clinical Studies2023

    • 著者名/発表者名
      Kubota Takuo、Namba Noriyuki、Tanaka Hiroyuki、Muroya Koji、Imanishi Yasuo、Takeuchi Yasuhiro、Kanematsu Masanori、Sun Wei、Seino Yoshiki、Ozono Keiichi
    • 雑誌名

      Advances in Therapy

      巻: 40 号: 4 ページ: 1530-1545

    • DOI

      10.1007/s12325-022-02412-x

    • 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] Phosphate promotes osteogenic differentiation through non-canonical Wnt signaling pathway in human mesenchymal stem cells2022

    • 著者名/発表者名
      Rui Shumin、Kubota Takuo、Ohata Yasuhisa、Yamamoto Kenichi、Fujiwara Makoto、Takeyari Shinji、Ozono Keiichi
    • 雑誌名

      Bone

      巻: 164 ページ: 116525-116525

    • DOI

      10.1016/j.bone.2022.116525

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 4-Phenylbutyric acid enhances the mineralization of osteogenesis imperfecta iPSC-derived osteoblasts2021

    • 著者名/発表者名
      Takeyari Shinji、Kubota Takuo、Ohata Yasuhisa、Fujiwara Makoto、Kitaoka Taichi、Taga Yuki、Mizuno Kazunori、Ozono Keiichi
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 296 ページ: 100027-100027

    • DOI

      10.1074/jbc.ra120.014709

    • 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] 骨形成不全症(Osteogenesis imperfecta:OI)の疾患モデルマウスの作出と、 4-PBA(4-Phenylbutyric acid)の治療効果に対する検討2023

    • 著者名/発表者名
      齋藤広幸
    • 学会等名
      第26回 小児分子内分泌研究会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Clinical Features of FGF23-Related Hypophosphatemic Rickets/Osteomalacia: A Multicenter National Survey in Japan2023

    • 著者名/発表者名
      Makoto Fujiwara, Taichi Kitaoka, Yasuhisa Ohata, Hirofumi Nakayama, Yukako Nakano, Kenichi Yamamoto, Hiroyuki Saito, Chieko Yamada, Takeshi Ishimi, Ikumi Ueda, Tatsuya Nakamichi, Rieko Takatani, Masanori Minagawa, Inoue Daisuke, Yasuhiro Takeuchi, Seiji Fukumoto, Takashi Akamizu, Keiichi Ozono, and Takuo Kubota
    • 学会等名
      ASBMR 2023 Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 当科XLH患者に対するブロスマブ治療長期効果の検討2023

    • 著者名/発表者名
      大幡泰久, 山田知絵子, 中野由佳子, 山本賢一, 武鑓真司, 藤原誠, 北岡太一, 窪田拓生, 大薗恵一
    • 学会等名
      第96回日本内分泌学会学術総会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 本邦における FGF23 関連低リン血症性くる病・骨軟化症患者の臨床像の解析2023

    • 著者名/発表者名
      藤原誠, 石見壮史, 山田知絵子, 武鑓真司, 山本賢一, 中野由佳子, 中山尋文, 大幡泰久, 北岡太一, 窪田拓生, 大薗恵一
    • 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] Col1a1G643S/+ mouse model of osteogenesis imperfecta2022

    • 著者名/発表者名
      Shinji Takeyari, Yasuhisa Ohata, Makoto Fujiwara, Taichi Kitaoka, Takuo Kubota, Keiichi Ozono
    • 学会等名
      ASBMR 2022 Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 骨形成不全症の新規モデルマウス2022

    • 著者名/発表者名
      武鑓真司, 大幡泰久, 藤原誠, 北岡太一, 窪田拓生, 大薗恵一
    • 学会等名
      第55回 日本小児内分泌学会学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 小児骨形成不全症におけるビスホスホネート治療および体重は血清スクレロスチン値に影響する2022

    • 著者名/発表者名
      藤原誠, 北岡太一, 石見壮史, 山田知絵子, 武鑓真司, 山本賢一, 中野由佳子, 中山尋文, 大幡泰久, 窪田拓生, 大薗恵一
    • 学会等名
      第95回 日本内分泌学会学術総会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Genotype-phenotype analysis, and assessment of the importance of the zinc-binding site in PHEX in Japanese patients with X-linked hypophosphatemic rickets using 3D structure modeling.2021

    • 著者名/発表者名
      Ohata Y, Ishihara Y, Takeyari S, Kubota T, Ozono K
    • 学会等名
      American Society for Bone and Mineral Research
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [図書] 整形・災害外科「骨系統疾患と骨粗鬆症」2023

    • 著者名/発表者名
      大薗恵一
    • 総ページ数
      10
    • 出版者
      金原出版
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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