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2020 年度 実績報告書

骨代謝バランス調節機構におけるpHセンサーの役割

研究課題

研究課題/領域番号 17K09856
研究機関群馬大学

研究代表者

茂木 千尋  群馬大学, 生体調節研究所, 助教 (00375528)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
キーワードpH / Gタンパク質共役型受容体
研究実績の概要

骨量(骨密度)は骨芽細胞による骨形成と破骨細胞による骨吸収のバランスにより調節され、ホルモンなど細胞外の要因に強い影響を受ける。骨代謝バランスにおいて細胞外のpH(H+濃度)も重要な役割を担うと考えられる。このことより、本研究は骨代謝においてOGR1ファミリー受容体はpHセンサーとして骨代謝を調節しうることを明らかにする目的で行った。
実際にOGR1は破骨細胞の一部の細胞で発現が確認されたが、骨芽細胞と破骨細胞以外の他の細胞でも発現がみられる。マウス細胞を用いた培養実験では、pH低下による骨形成に関わる活性(ALP活性)と破骨細胞を分化する活性(TRAP活性やRANKL発現)を評価した。培養液中でのpHの調整が難しくクリアな結果ではなかったが、OGR1が破骨細胞と骨芽細胞の機能を調節しうる可能性が示された。一方で、破骨細胞と骨芽細胞と、その分化誘導に用いたマウス骨髄細胞を含めた前駆細胞において、OGR1だけでなく、GPR4とTDAG8も発現しており、細胞の分化段階においてその発現量は変化した。そこで、GPR4ノックアウトマウスからの骨髄細胞からの破骨細胞と骨芽細胞も用いて培養実験を行ったが、その結果からは複雑なpH応答が示唆された。また、OGR1は細胞外のコバルトやマンガンといった金属イオンでも活性化されることが他のグループにより既に報告されているが、ヒト以外のOGR1受容体においてもその機能は保存されていることが明らかになった。このことは、金属イオンによりOGR1を介した骨代謝制御が行われている可能性を示唆し、新たな骨代謝調節因子として期待される。
本研究により、pH受容体が局所の酸性化を感知するセンサーとして、骨代謝調節に関わる仕組みの一部について明らかにした。将来的には骨粗しょう症などの治療につながることが期待される。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2020

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] The protective role of proton-sensing TDAG8 in the brain injury in a mouse ischemia reperfusion model.2020

    • 著者名/発表者名
      Sato K, Tobo A, Mogi C, Tobo M, Yamane N, Tosaka M, Tomura H, Im DS, Okajima F.
    • 雑誌名

      Sci Rep.

      巻: 10 ページ: 17193

    • DOI

      10.1038/s41598-020-74372-7.

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Species-Dependent Enhancement of Ovarian Cancer G Protein-Coupled Receptor 1 Activation by Ogerin.2020

    • 著者名/発表者名
      Murakami S, Mochimaru Y, Musha S, Kojima R, Deai M, Mogi C, Sato K, Okajima F, Tomura H.
    • 雑誌名

      Zoolog Sci.

      巻: 37 ページ: 103-108

    • DOI

      10.2108/zs190106.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A missense mutation of Leu74Pro of OGR1 found in familial amelogenesis imperfecta actually causes the loss of the pH-sensing mechanism.2020

    • 著者名/発表者名
      Sato K, Mogi C, Mighell AJ, Okajima F.
    • 雑誌名

      Biochem Biophys Res Commun.

      巻: 526 ページ: 920-926

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2020.04.005.

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Involvement of GPR4 in increased growth hormone and prolactin expressions by extracellular acidification in MtT/S cells.2020

    • 著者名/発表者名
      Musha S, Yoshida S, Murakami S, Kojima R, Deai M, Saso N, Mogi C, Sato K, Okajima F, Tomura H.
    • 雑誌名

      J Reprod Dev.

      巻: 66 ページ: 175-180

    • DOI

      10.1262/jrd.2019-159.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 1.Effect of the pH-sensitive G protein-associated receptor OGR1 on the intestinal microbiota2020

    • 著者名/発表者名
      Hidekazu Ikeuchi1, Maaya Awata1, Chihiro Mogi2, Takeshi Shimosato3
    • 学会等名
      International Union of Microbiological Societies 2020 Daejeon, Korea (IUMS 2020), Fully Virtual Congress, 16(Mon)-20(Fri) November
    • 国際学会
  • [学会発表] 2.エナメル質形成不全症の家系から発見されたプロトン感知性受容体OGR1変異体Leu74P 口頭発表2020

    • 著者名/発表者名
      佐藤幸市1、茂木千尋1、Alan J. Mighell2、岡島史和3
    • 学会等名
      第93回日本生化学会大会 一般演題(2020年9/14-16、パシフィコ横浜)
  • [図書] 動物の事典 第4章 4.3 細胞の情報伝達,細胞相互作用 p162-1652020

    • 著者名/発表者名
      末光 隆志 ほか
    • 総ページ数
      772
    • 出版者
      朝倉書店
    • ISBN
      978-4-254-17166-2

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公開日: 2021-12-27  

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