| 研究実績の概要 |
血中のリン濃度は主に、FGF23によって調節される。FGF23 は、主に骨から産生されるホルモンで、腎臓の近位尿細管でリン再吸収を抑制する。さらに、活性型ビタミンDの産生量を抑制、小腸でのカルシウム、リンの吸収を抑制し、血中リン濃度を低下させる。Galnt3（UDP-N-アセチル-D-ガラクトサミン:ポリペプチド N-アセチル-D-ガラクトサミン転移酵素 3）は、セリンやスレオニンの水酸基にN-アセチルガラクトサミンを付加し、O-グリカンを形成する。すなわち、ムチン型糖鎖形成の第一ステップを担う酵素である。FGF23にムチン型糖鎖を付加し、FGF23のプロセッシングを阻害して活性を維持する作用が明らかにされている。ヒトでのGalnt3の異常は、FGF23のプロセッシングが促進され、FGF23の活性が低下、家族性高リン血症性腫瘍状石灰沈着症を引き起こす。
Runx2は骨芽細胞分化および軟骨細胞後期分化に必須な転写因子である。Runx2が転写調節するターゲット遺伝子をマイクロアレイで検索した結果、Galnt3がRunx2によって、骨芽細胞でも軟骨細胞でも発現誘導されることを見いだした。また、レポーターアッセイ、ChIPアッセイにより、Runx2がGalnt3遺伝子を直接転写調節することを明らかにした。実際、Runx2 ノックアウトマウスでは、Galnt3発現が著減していた。さらにRunx2によるGalnt3を介したリン調節の生理的意義を検討するため、Runx2 floxマウスを2.3 kb Col1a1プロモーターCreトランスジェニック(tg)マウスと交配し、Runx2 flox/flox Cre (Runx2fl/fl Cre)マウスを作製した。Runx2fl/fl Creマウスでは、Galnt3 mRNA, FGF23 mRNA, 血中FGF23の低下を認めたが、血清リン濃度に有意差を認めなかった。
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| 今後の研究の推進方策 |
血中リンの上昇が観察されない場合でも、リンが体に蓄積している場合があるので、腎臓に蓄積されたリンを野生型とRunx2fl/fl Creマウスで比較する。
Runx2fl/fl CreマウスとRunx2+/-マウスを交配、最終的にRunx2fl/- Creマウスを作製する。これにより、Runx2の発現レベルをさらに低下させる。このマウス及び野生型マウスの血中Ca, Pを測定するとともに、 ELISA法を用いてintact FGF23を測定する。また、頭蓋冠、長管骨、下顎骨よりRNAを抽出、リアルタイムRT-PCRで、Galnt3 mRNA, FGF23 mRNAを測定する。
マイクロCTを用いて、野生型、Runx2fl/fl Cre、Runx2fl/- Creマウスの骨量、海綿骨の数、厚さを比較する。また、皮質骨の厚さ、内骨膜周囲長、外骨膜周囲長を計測する。骨組織形態計測で、骨量、骨芽細胞数、類骨面、類骨幅、破骨細胞数、吸収面、石灰化速度、骨形成率を計測する。Goland-Yoshiki法で類骨染色を行い、石灰化の促進があるか検討する。骨形成マーカーとして血清オステオカルシン、骨吸収マーカーとしてTRAP5bを測定する。骨芽細胞分画を用いて、Galnt3, FGF23, Runx2, Sp7, Col1a1, オステオポンチン、骨シアロ蛋白、Rankl, Opgを、骨細胞分画用いて、Galnt3, FGF23, Sost, DMP1, FGF23, Phex, Mepe, Rankl, Opgの発現をリアルタイムRT-PCRで調べる。
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