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骨髄内酸素環境が及ぼす破骨細胞動態のin vivo解析

公募研究

研究領域酸素を基軸とする生命の新たな統合的理解
研究課題/領域番号 17H05530
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関大阪大学

研究代表者

西川 恵三  大阪大学, 免疫学フロンティア研究センター, 特任准教授(常勤) (30516290)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
11,180千円 (直接経費: 8,600千円、間接経費: 2,580千円)
2018年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2017年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
キーワード破骨細胞 / 酸素 / 低酸素 / Hif1 / 寿命イメージング / 二光子励起顕微鏡 / りん光 / 時間相関単一光子計数 / 好気代謝 / エピジェネティクス / 生体イメージング / イリジウム錯体 / 酸素イメージング / リン光 / エネルギー代謝
研究実績の概要

研究代表者らは、破骨細胞分化にかかわる研究に長年取り組んでおり、2015年、破骨細胞分化の制御において好気的代謝が重要な役割をもつことを報告した。当該成果から、破骨細胞を取り巻く酸素は破骨細胞制御にかかわる重要な環境因子であることが考えられる。しかしながら、生体内で種々の細胞がどの程度の酸素分圧に日々晒されているのか、そして恒常的な酸素環境が乱された際に細胞にどのような影響がもたらされるかは不明である。本研究では、近年、研究代表者らが取り組んでいる時間相関単一光子計数による寿命測定法を用いた定量イメージンングを活用することで、生体内破骨細胞における酸素と代謝の関係性を明らかにすることを目的とする。
本年度は、二光子蛍光寿命イメージングを用いて破骨細胞の代謝動態を解析するための2つの実験系を確立した。1つは、ATPに対するFRET型バイオセンサーGOATeamを発現するマウスの系統を用いたエネルギー代謝の解析である。GO-ATeamは、ドナータンパク質EGFPとアクセプタータンパク質OFPをATP結合ドメインで連結した構造をもち、ATPの量に応じてGFPからOFPへのFRETを生じるバイオセンサーである。通常、FRETを計測するためには、EGFPとOFPの蛍光強度を用いたレシオ法が用いられるが、二光子蛍光寿命イメージングを用いることでドナータンパク質EGFPの寿命測定からFRETを算出し、in vivoでのATP動態を解析する方法を確立した。2つめは、NAD(P)Hの自家蛍光を用いた解糖系活性の解析である。以上の2つの実験手法を用いることで、酸素分圧の変動(酸素の定量解析法は昨年度確立した)に伴う破骨細胞内の代謝活性への影響を明らかにした。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 2件、 招待講演 9件)

  • [雑誌論文] Roles of enhancer RNAs in RANKL-induced osteoclast differentiation identified by genome wide cap analysis of gene expression using CRISPR/Cas9.2018

    • 著者名/発表者名
      3.Sakaguchi Y, Nishikawa K, Seno S, Matsuda H, Takayanagi H and Ishii M
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 14 号: 1 ページ: 7504-7504

    • DOI

      10.1038/s41598-018-25748-3

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Folliculin Regulates Osteoclastogenesis Through Metabolic Regulation2018

    • 著者名/発表者名
      3.Baba M, Endoh M, Ma W, Toyama H, Hirayama A, Nishikawa K, Takubo K, Hano H, Hasumi H, Umemoto T, Hashimoto M, Irie N, Esumi C, Kataoka M, Nakagata N, Soga T, Yao M, Kamba T, Minami T, Ishii M, and Suda T.
    • 雑誌名

      Journal of Bone and Mineral Research

      巻: 33 号: 10 ページ: 1785-1798

    • DOI

      10.1002/jbmr.3477

    • 関連する報告書
      2018 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] Generation of mice carrying reporter for live bone imaging2018

    • 著者名/発表者名
      Sakaguchi Y and Nishikawa K
    • 雑誌名

      Clinical Calcium

      巻: 28 ページ: 201-210

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Immunometabolism: the role of metabolic reprogramming in macrophage lineage cells2017

    • 著者名/発表者名
      2.Nishikawa K
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Clinical Immunology

      巻: 40 ページ: 1-7

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Quantification of oxygen tension in bone marrow using intravital two-photon phosphorescence lifetime imaging2019

    • 著者名/発表者名
      楢崎綾子、西川恵三、吉原利忠、坂口怜子、飛田成史、森泰生、石井優
    • 学会等名
      第92回日本薬理学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 破骨細胞の酸素生物学2018

    • 著者名/発表者名
      西川恵三
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 骨粗鬆症の改善を目指したフードケミカルエピジェネティクスの研究2018

    • 著者名/発表者名
      西川恵三
    • 学会等名
      第22回日本フードファクター学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Immunometabolism: role of metabolic reprogramming in osteoclastogeneisis2018

    • 著者名/発表者名
      Keizo Nishikawa
    • 学会等名
      15th Bone Biology Forum Tokyo
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 骨吸収マクロファージ「破骨細胞」における代謝制御の重要性2018

    • 著者名/発表者名
      西川恵三
    • 学会等名
      第37回日本炎症・再生医学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 二光子リン光寿命イメージングを活用した骨髄内細胞における酸素分圧の定量解析2018

    • 著者名/発表者名
      楢崎綾子、西川恵三、吉原利忠、坂口怜子、飛田成史、森泰生、石井優
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 画期的な骨粗しょう症の予防・治療を目指した機能性食品開発につながる基礎研究2017

    • 著者名/発表者名
      西川恵三
    • 学会等名
      BioJapan2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 破骨細胞の代謝リプログラミングの重要性2017

    • 著者名/発表者名
      西川恵三
    • 学会等名
      第45回日本臨床免疫学会総会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 破骨細胞の代謝制御と創薬応用2017

    • 著者名/発表者名
      西川恵三
    • 学会等名
      第59回歯科基礎医学会学術大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 細胞内代謝を介した破骨細胞制御の研究2017

    • 著者名/発表者名
      西川恵三
    • 学会等名
      第35回日本骨代学会学術集会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 細胞内代謝を介した新たな破骨細胞制御の解明と創薬応用2017

    • 著者名/発表者名
      西川恵三
    • 学会等名
      第7回SENRIの会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Regulation of programmed cell death, ferroptosis, of macrophage2017

    • 著者名/発表者名
      2.Nishikawa K and Ishii M
    • 学会等名
      Inaugural Immunometabolism and Chronic Disease Conference
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 単球・マクロファージ系前駆細胞における新しいプログラム細胞死の解明2017

    • 著者名/発表者名
      3.西川恵三、石井優
    • 学会等名
      第3回日本骨免疫学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 真珠腫誘導性骨破壊の治療に向けたエピゲノム創薬の研究2017

    • 著者名/発表者名
      4.西川恵三、岩本依子、石井優
    • 学会等名
      第90回日本薬理学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2019-12-27  

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