| 研究課題/領域番号 |
16500335
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
リハビリテーション科学・福祉工学
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| 研究機関 | 東京医科歯科大学 |
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研究代表者 |
森田 定雄 東京医科歯科大学, 医学部附属病院, 助教授 (20202426)
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| 研究分担者 |
粂井 泰宏 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 講師 (30161714)
下川 仁彌太 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 助教授 (80014257)
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| 研究期間 (年度) |
2004 – 2005
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| キーワード | 骨萎縮 / 無重力 / 廃用症候群 / 遺伝子 / シグナル伝達 / ストレス応答 |
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| 研究概要 |
長期臥床による廃用性骨萎縮は軽微な外力での骨折の原因となる。本研究では、この骨萎縮の発症のメカニズム解明と予防を目的として、骨代謝で重要な役割を果たす骨芽細胞を用いてin vitro実験を行った。力学的負荷の変動、機械的ストレスとシグナル伝達において、ストレス性の応答が、最終的に廃用性骨萎縮の発症へとつながるという仮定で、この過程に深く関与する遺伝子発現を強制的に抑制すれば、骨萎縮を予防することが可能であろう。宇宙実験で重力免荷条件下では、骨成長に必須なIGF-Iシグナル伝達で最も重要な分子であるIRS-1の発現が完全に抑制されることを発見した。そこで本研究ではこの骨代謝に重要な役割を果たすIRS-1とその下流のシグナル分子に着目して、最新のRNA干渉により、それらの発現をコントロールし、骨萎縮を予防する方法の実現の可能性について検討した。重力負荷をかけた場合、IRS-1下流の低分子量GTP結合タンパクであるH-Rasの発現が、20Gないし30Gをかけることで2倍近く増加したので、この遺伝子を標的として、二本鎖RNAを導入することにより(RNA干渉)、その発現を抑え、骨代謝を遺伝子導入により変化させることが可能であるか否かを検討した。その結果、二本鎖RNA導入細胞ではH-Ras遺伝子発現が60%抑制された。H-Ras遺伝子抑制によるシグナル伝達の下流に位置するRANKL遺伝子の発現も、二本鎖RNAを導入していない細胞では重力負荷で150〜250%上昇したが、二本鎖RNA導入によりH-Ras遺伝子発現を抑制したものでは、RANKL遺伝子の発現上昇がみられず、骨芽細胞への重力負荷効果がほぼ完全に消失することがわかった。これらの結果は、遺伝子導入により骨代謝を変化させることにより、廃用性骨萎縮を予防することが将来的に実際に可能となりうることを強く示唆するものである。
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