• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

抗酸化主要制御因子Nrf2による新規ENPP1発現制御を介した異所性石灰化抑制

研究課題

研究課題/領域番号 21K10197
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57070:成長および発育系歯学関連
研究機関鶴見大学

研究代表者

菅崎 弘幸  鶴見大学, 歯学部, 准教授 (30333826)

研究分担者 宮本 豊  鶴見大学, 歯学部, 非常勤講師 (00633588)
成宮 毅  鶴見大学, 歯学部, 非常勤講師 (00803074)
中村 芳樹  鶴見大学, 名誉教授 (10097321)
和田 悟史  金沢医科大学, 医学部, 講師 (20581119)
勝又 裕太  鶴見大学, 歯学部, 非常勤講師 (70886423)
石川 美佐緒  鶴見大学, 歯学部, 講師 (90582445)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
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: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワードNrf2 / oxidative stress / ENPP1 / 異所性石灰化 / Reactive oxygen species / ピロリン酸 / 骨芽細胞分化 / 石灰化
研究開始時の研究の概要

本研究課題では、Nrf2の活性化は石灰化抑制因子であるピロリン酸の産生酵素ENPP1発現を上昇させ異所性石灰化を抑制できると研究仮説を立て、その検証および分子生物学的制御機構についてin vitro、in vivo、ex vivo実験系を用いて解明することを目的とする。本研究の成果は、異所性石灰化への新規治療となり得、フレイルの予防効果も期待でき、超高齢社会において医療費抑制およびQOL向上の点から国民への大きな貢献が期待できる。

研究実績の概要

健全な生体において組織石灰化は厳密に制御されており、骨・歯などに限局されている。しかし加齢に伴う大動脈石灰化などの異所性石灰化はQOL低下や致死的疾病状態など生体にとって有害である。抗酸化酵素発現マスターレギュレーターである転写因子Nrf2は骨芽細胞分化も抑制すると知られているが、Nrf2活性化と異所性石灰化の関連については未だ報告がない。石灰化抑制因子として知られるピロリン酸はENPP1によって産生され、異所性石灰化にENPP1機能低下が関与することが報告されている。
本研究課題では、Nrf2の活性化は石灰化抑制因子であるピロリン酸の産生酵素ENPP1発現を上昇させ異所性石灰化を抑制できると研究仮説を立て、その検証を目的として研究を行った。すなわち細胞培養実験では、マウス骨芽細胞MC3T3-E1を用い、Nrf2活性化は5-アミノレブリン酸(ALA)とクエン酸第二鉄 (SFC)で行った。ENPP1発現はリアルタイムRT‐PCRと免疫蛍光染色で比較した。in silico解析でENPP1プロモーター領域に複数のNrf2結合領域(ARE)が存在するため、抗Nrf2抗体によるクロマチン免疫沈降後リアルタイムPCR(ChIP-qPCR)を行った。石灰化能はアルカリフォスファターゼ(ALP)染色・アリザリンレッド染色で評価した。動物実験では、後縦靭帯骨化自然発症マウス(ENPP1機能低下型遺伝子変異マウス、5週齢TWY/Jic雄マウス)を用い、対照群はPBS、実験群はALAとSFCを腹腔内投与し14週齢で屠殺、マイクロCT解析を行った。
Nrf2活性化はENPP1発現を上昇させた。ChIP-qPCRで、ENPP1プロモーター領域AREへのNrf2結合が確認された。Nrf2活性化はALP発現・石灰化を抑制した。動物実験で、対照群で見られた脊椎後縦靭帯異所性石灰化が、実験群では阻止された。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

ENPP1発現変動によって生じるピロリン酸の定量を行う上で、必要な機器にトラブルが生じたり、計測キットが販売中止になるなどスムーズな研究遂行を阻害する事象が生じたため研究に遅れが生じた。

今後の研究の推進方策

ピロリン酸定量に必要な機器は修理が終了し、測定を行える環境が整った。また測定の至適化がその後進んできており、研究期間延長を行った2024年度内に必要な測定は充分に遂行することができ、論文を取りまとめることができるものと考えている。

報告書

(2件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2024 2023 2022

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Mandibular Endochondral Growth Is Specifically Augmented by Nutritional Supplementation with Myo-Inositol Even in Rabbits2024

    • 著者名/発表者名
      Shimoyama Miho、Kanzaki Hiroyuki、Tohyama Syunnosuke、Ida Tomomi、Ishikawa Misao、Katsumata Yuta、Arai Chihiro、Wada Satoshi、Manase Shugo、Tomonari Hiroshi
    • 雑誌名

      Dentistry Journal

      巻: 12 号: 3 ページ: 49-49

    • DOI

      10.3390/dj12030049

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Early diagnosis of aortic calcification through dental X-ray examination for dental pulp stones2023

    • 著者名/発表者名
      Ishikawa Misao、Kanzaki Hiroyuki、Kodera Ryo、Sekimizu Takehiro、Wada Satoshi、Tohyama Syunnosuke、Ida Tomomi、Shimoyama Miho、Manase Shugo、Tomonari Hiroshi、Kuroda Noriyuki
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 13 号: 1 ページ: 18576-18576

    • DOI

      10.1038/s41598-023-45902-w

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Soluble Sema4D cleaved from osteoclast precursors by TACE suppresses osteoblastogenesis2023

    • 著者名/発表者名
      Ishii Takenobu、Ruiz‐Torruella Montserrat、Kim Jae Young、Kanzaki Hiroyuki、Albassam Abdullah、Wisitrasameewong Wichaya、Shindo Satoru、Pierrelus Roodelyne、Heidari Alireza、Kandalam Umadevi、Nakamura Shin、Movila Alexandru、Minond Dmitriy、Kawai Toshihisa
    • 雑誌名

      Journal of Cellular and Molecular Medicine

      巻: 27 号: 12 ページ: 1750-1756

    • DOI

      10.1111/jcmm.17416

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 下顎頭軟骨における抗酸化酵素発現の低下はエピジェネティックに制御される2023

    • 著者名/発表者名
      下山美保、菅崎弘幸、井田知美、真瀬崇吾、遠山俊之介、勝又裕太、友成博
    • 学会等名
      第82回日本矯正歯科学会学術大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 全エクソーム解析を用いた希少疾患「MCHDF」責任遺伝子候補の同定 Identification of candidate responsible genes for the rare disease MCHDF using whole exome analysis2023

    • 著者名/発表者名
      狩谷千尋、菅崎弘幸、伊藤由美、里村一人、友成博
    • 学会等名
      第82回日本矯正歯科学会学術大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 破骨細胞抑制能および抗炎症性における高濃度EGCG徐放gelの有用性2022

    • 著者名/発表者名
      勝又裕太、菅崎弘幸、本田義和、田中和成、和田悟史、遠山俊之介、田中 健、井田知美、下山美保、友成 博
    • 学会等名
      第81回日本矯正歯科学会学術大会&第9回日韓ジョイントシンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2021-04-28   更新日: 2024-12-25  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi