| 研究課題/領域番号 |
21K07835
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分52050:胎児医学および小児成育学関連
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| 研究機関 | 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) |
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研究代表者 |
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)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
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: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | リン代謝 / X連鎖性低リン血症性くる病 / PHEX / 骨芽細胞 / 骨細胞 / iPS細胞 / リン |
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| 研究開始時の研究の概要 |
X連鎖性低リン血症性くる病 (XLH)は、PHEXの機能喪失に基づく。XLHにおける過リン酸尿と活性型ビタミンD低下の原因がFGF23過剰産生であることが判明したが、FGF23はPHEXの基質ではなく、PHEXの機能はいまだに不明である。本研究においては、マウスモデル及びPHEX欠損iPS細胞モデルを用いて、PHEXの生理的基質及び機能を探索し、XLHの病態形成分子機構の完全な理解をめざす。
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| 研究実績の概要 |
X連鎖性低リン血症性くる病（XLH）は骨芽細胞/骨細胞 (骨芽細胞系列細胞)に発現するPHEXの機能喪失に基づき、過剰産生されたFGF23の腎臓への作用により過リン酸尿やビタミンD代謝異常を呈するが、病態形成機構の全容は不明である。今回、PHEXを欠損させたヒトiPS細胞(iPSCs)をモデルとして使用し、XLHの骨芽細胞系列における内在的異常を解析した。健常男性由来iPSCsにCRISPR/Cas9を適用してPHEX-knockout iPSCs (PHEX-KO iPSCs)を樹立し、骨芽細胞系列に分化誘導し解析した。遺伝的に同質な親株をコントロールとして用いた。PHEX-KO iPSCs由来骨芽細胞系列細胞 (以下PHEX-KO骨芽細胞)においては、FGF23産生が増加していた。興味深いことにPHEX-KO骨芽細胞においては石灰化が亢進しており、腎臓との相互作用が排除されリン供給が充分なin vitro条件下においてはPHEX欠損は石灰化を促進しうることが示唆された。この観察は、XLHの異所性石灰化や腰椎骨密度増加を想起させる。一方、石灰化阻害物質である細胞外ピロリン酸はPHEX-KO骨芽細胞で増加しており、アルカリホスファターゼの活性低下の関与が推察された。また、PHEX-KO骨芽細胞ではOsteopontinやDMP1をはじめ、RUNX2、FGFR１などの発現が増加していた。さらに、注目すべきことにPHEX-KO骨芽細胞においてはCREBのリン酸化が亢進しており、PTHrPの発現増加と関連していた。XLHの骨芽細胞/骨細胞においては複合的な内在性異常が存在し、病態形成に寄与していることが示唆された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
今回明らかになった、PHEX-KO骨芽細胞系列における石灰化の亢進は、XLHの合併症である脊椎靭帯骨化症などのenthesopathyや骨密度増加を想起させる。また、XLHの骨芽細胞/骨細胞においては複合的な内在性異常が存在し、病態形成に寄与していることが明らかになった。とくに、XLHの病態にPTHrPの産生増加やCREB経路の亢進が関与していることをみいだした。
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| 今後の研究の推進方策 |
今回明らかになったPHEX-KO骨芽細胞系列の複合的な異常の病的意義について明らかにする。FGF23産生過剰をもたらす機序についても検討する。さらに、XLHの骨芽細胞/骨細胞においてはリン感知の異常が存在する可能性があるので、樹立したPHEX-KO iPS細胞とコントロール細胞から分化誘導した骨芽細胞系列細胞を用いて、リンに対する応答性について検討を進める。
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