Wntシグナルネットワークを基盤とした歯槽骨代謝回転制御法の開発

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16H02691
• 研究機関: 松本歯科大学
• 研究代表者: 小林 泰浩 松本歯科大学, 総合歯科医学研究所, 教授 (20264252)
• 研究分担者: 平賀 徹 松本歯科大学, 歯学部, 准教授 (70322170) ; 高橋 直之 松本歯科大学, 総合歯科医学研究所, 特任教授 (90119222) ; 山下 照仁 松本歯科大学, 総合歯科医学研究所, 准教授 (90302893) ; 上原 俊介 松本歯科大学, 歯学部, 講師 (90434480)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: Wnt / 破骨細胞 / 骨吸収 / 歯槽骨 / 骨代謝回転

研究実績の概要

1．骨髄細胞由来骨代謝回転促進因子の同定 [小林，山下，溝口（連携研究者）]：若齢と老齢マウスとの併体結合における骨代謝回転の解析：全身性に赤色蛍光蛋白質ＤｓＲｅｄを発現するマウスと野生型マウスを併体結合した．併体結合した野生型マウスの抹消血を採取し，ＦＡＣＳで解析したところ，３３％の細胞がDsRed陽性であった．すなわち，併体結合が成功したことを意味する．
2．Ｗｎｔ阻害因子Ａによる骨量増加作用の解明 [小林、中村（信州大学整形外科、研究協力者）]：Ｓｆｒｐ５による骨芽細胞分化促進作用の解析：リコンビナントＳｆｒｐ５を骨芽細胞の培養系に添加し，石灰化を促進することを確認した．Ｓｆｒｐ５がどのようなシグナル系を活性化するか，Real-time PCR 法で解析した．その結果，遺伝子Ｘの発現が上昇していることが明らかになった．
3．Wnt5a-Ror2 シグナルによる破骨細胞活性化機構の解明（上原、小林）: Wnt5a-Ror2-Rhoシグナルの下流で機能する可能性のあるＰｋｎ３の遺伝子欠損（ＫＯ）マウスの骨を解析した．
micro CTを用いて，大腿骨の骨量を解析した結果，８週齢Pkn3 KOマウスは，骨量増加を呈した．また、骨形態計測および血中骨代謝マーカーの測定を行ったところ，骨吸収不全による骨量増加を示すことを明らかにした．
4．Sclerostinの発現を抑制する破骨細胞由来因子の同定（山下, 小林）：破骨細胞の培養上清を骨細胞およびSclerostinを恒常的に発現するUMR106細胞の培養に添加した．ウェスタンブロット法でSclerostinの発現を検討した．その結果，破骨細胞の培養上清中には，sclerostinの発現を抑制する因子が含まれることを見出した．

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

平成２８年度は，以下の項目を実施する計画を立てた．１. 骨髄細胞由来骨代謝回転促進因子の同定①若齢と老齢マウスとの併体結合における骨代謝回転の解析．２. Sfrp5 による骨量増加作用の解明 ①Sfrp5 による骨芽細胞分化促進作用の解析. ②Sfrp5 受容体の解析. 3. Wnt5a-Ror2 シグナルによる破骨細胞活性化機構の解明① Pkn3 KO マウスの解析．4. Sclerostin の発現を抑制する破骨細胞由来因子の同定．1. の併体結合マウスの解析は難航することが予想された．しかし，併体結合が成功したので，今後実施数を増やすことが可能である．その他の解析は，おおむね予定どおりに進行している．

今後の研究の推進方策

平成２９年度は，１. 骨髄細胞由来骨代謝回転促進因子の同定①若齢と老齢マウスとの併体結合における骨代謝回転の解析をする人員を増やし，精力的に解析する予定である．２. Sfrp5 による骨量増加作用の解明 ①Sfrp5 による骨芽細胞分化促進作用の解析. ②Sfrp5 受容体の解析については，発見した標的シグナルを中心に解析を進めていく. 3. Wnt5a-Ror2 シグナルによる破骨細胞活性化機構の解明① Pkn3 KO マウスの解析．4. Sclerostin の発現を抑制する破骨細胞由来因子の同定．については，順次，論文の公表をしていく予定である．

研究成果

• [雑誌論文] The dynamin inhibitor dynasore inhibits bone resorption by rapidly disrupting actin rings of osteoclasts. (2016)
  • 著者名/発表者名: Thirukonda GJ, Uehara S, Nakayama T, Yamashita T, Nakamura Y, Mizoguchi T, Takahashi N, Yagami K, Udagawa N, Kobayashi Y
  • 雑誌名: J Bone Miner Metab 巻: ３４ ページ: ３９５－４０５
  • DOI: 10.1007/s00774-015-0683-1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Specification of tissue-resident macrophages during organogenesis. (2016)
  • 著者名/発表者名: Mass E, Ballesteros I, Farlik M, Halbritter F, Günther P, Crozet L, Jacome-Galarza CE, Händler K, Klughammer J, Kobayashi Y, Gomez-Perdiguero E, Schultze JL, Beyer M, Bock C, Geissmann F
  • 雑誌名: Ｓｃｉｅｎｃｅ 巻: ３５３ ページ: -
  • DOI: 10.1126/science.aaf4238
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Identification of embryonic precursor cells that differentiate into thymic epithelial cells expressing autoimmune regulator. (2016)
  • 著者名/発表者名: Akiyama N, Takizawa N, Miyauchi M, Yanai H, Tateishi R, Shinzawa M, Yoshinaga R, Kurihara M, Demizu Y, Yasuda H, Yagi S, Wu G, Matsumoto M, Sakamoto R, Yoshida N, Penninger JM, Kobayashi Y, Inoue J, Akiyama T.
  • 雑誌名: J Exp Med. 巻: ２１３ ページ: １４４１－１４５８
  • DOI: 10.1084/jem.20151780.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Regulation of bone metabolism by Wnt signals. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi Y, Uehara S, Udagawa N, Takahashi N.
  • 雑誌名: J Biochem. 巻: １５９ ページ: ３８７－３９２
  • DOI: 10.1093/jb/mvv124
  • 査読あり