転写複合体解析から捉えたRANKL依存的骨ネットワーク制御機構の基盤的研究

2018 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 17K09892
• 研究機関: 東邦大学
• 研究代表者: 龍野 一郎 東邦大学, 医学部, 教授 (80282490)
• 研究分担者: 小出 尚史 千葉大学, 医学部附属病院, 助教 (30507223) ; 鈴木 佐和子 千葉大学, 医学部附属病院, 助教 (60400892)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: 転写因子 / 破骨細胞機能 / 骨リモデリング / エピジェネティクス / シグナル伝達

研究実績の概要

破骨細胞分化の過程では、M-CSFやRANKLなどのシグナルによって細胞増殖・融合・巨細胞化・活性化といった劇的な変化が認められる。その根底には、転写因子 NFATc1を中心とした転写因子複合体による、様々な下流遺伝子のそれぞれの発現時期に合わせた巧妙な発現調節機構が存在する可能性が考えられるが、未だ明ら かでない部分が多い。これまでに、Tandem affinity purificationとLC-MS/MSを組み合せてNFATc1結合分子群の解析から、WHSC1との機能的複合体の可能性を明らかにしてきた。この分子はヒストンH3K36のtri-methylを制御することが明らかとされており、GERMLINE変異における疾患関連変異から、Wolf-Hirschhorn syndromeの原因遺伝子であることが知られており、この遺伝子変異により軟骨や骨の異形成がもたらされることが分かった。今年度の解析として、NFATC1の結合分子群のインタラクトーム解析を行い、エピジェネティクス制御分子群や、クロマチン制御や遺伝子発現制御に関わる分子群のネットワークが集積していることが明らかとなった。また、NFATc1転写因子自体の翻訳後タンパク修飾解析を実施した結果、リン酸化やアセチル化、メチル化など、新規のNFATc1化学修飾を検出した。これらの機能解析として、エピジェネティックな遺伝子制御機構を介した破骨細胞機能制御の新たな役割に注目して解析を進めている。これらの実績は、様々な上流シグナルに応じた転写因子複合体形成を介して機能の異なる多様なNFATc1下流遺伝子発現制御により、破骨細胞の複雑な分化過程が制御されている可能性が示唆しており、今後の研究の発展につながる大きな成果である。

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

転写因子NFATc1の複合体解析群のバイオインフォマティクス解析を用いたインタラクトーム解析から、クロマチン制御や遺伝子発現制御に関わる分子群のネットワークが集積していることを明らかとなった。加えて、NFATc1の新しいpost-translational protein modificationとして、リン酸化やメチル化の同定にも成功しており、おおむね順調に成功している。

今後の研究の推進方策

今後の方針として、siRNAやCRISPR/Cas9を用いて、NFATc1複合体の様式をdisruptionさせることで、エピジェネティクス制御を介した破骨細胞機能調節の役割を明らかにする。また、次世代型シークエンサーを用いて前破骨細胞系細胞株RAW264.7におけるRANKL刺激後の遺伝子変化をゲノムワイドに解析していく予定である。このトランスクリプトーム解析では、これまで破骨細胞分化との関連性が明らかでないprotein-coding genesや、micro-arrayなどでは検出できない microRNAやlincRNAなどのnon-coding RNAなどを含めて、どのような遺伝子群がRANKL依存性に発現制御を受けるかを調べる予定である。可能であれば、これらの 新規破骨細胞分化関連遺伝子について、RAW264.7細胞を用いて、破骨細胞分化におけるタンパクレベルでの発現を検討する。さらに、CRISPR/Cas9システムを用 いて、WHSC1やNFATc1をノックアウトし、RANKL依存的シグナルで刺激し、RNA-seqによる下流遺伝子群のプロファイルを比較解析することで、骨ネットワークの 特定の機能のなかでも、どの機能制御に関わっているかを明らかにする方策である。

研究成果

• [雑誌論文] Bezafibrate Ameliorates Arterial Stiffness Assessed by Cardio-Ankle Vascular Index in Hypertriglyceridemic Patients with Type 2 Diabetes Mellitus. (2019)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi T, Shirai K, Nagayama D, Nakamura S, Oka R, Tanaka S, Watanabe Y, Imamura H, Sato Y, Kawana H, Ohira M, Saiki A, Shimizu N, Tatsuno I.
  • 雑誌名: J Atheroscler Thromb. 巻: 26 ページ: -
  • DOI: https://doi.org/10.5551/jat.45799
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Difference in positive relation between cardio-ankle vascular index (CAVI) and each of four blood pressure indices in real-world Japanese population. (2019)
  • 著者名/発表者名: Nagayama D, Watanabe Y, Saiki A, Shirai K, Tatsuno I.
  • 雑誌名: J Hum Hypertens. 巻: 33 ページ: 210-217
  • DOI: 10.1038/s41371-019-0167-1
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Study Protocol for the Effects of Formula Diet with Dapagliflozin on Metabolic Improvement and Body Composition in Type 2 Diabetes Mellitus. (2019)
  • 著者名/発表者名: Watanabe Y, Kuribayashi N, Uchida D, Suzuki D, Kato M, Nagayama D, Ohashi H, Ohira M, Saiki A, Tatsuno I.
  • 雑誌名: Diabetes Ther. 巻: 10 ページ: 311-321
  • DOI: 10.1007/s13300-018-0555-5. Epub 2018 Dec 21.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 7-Ketocholesterol induces ROS-mediated mRNA expression of 12-lipoxygenase, cyclooxygenase-2 and pro-inflammatory cytokines in human mesangial cells: Potential role in diabetic nephropathy. (2018)
  • 著者名/発表者名: Watanabe Y, Yamaguchi T, Ishihara N, Nakamura S, Tanaka S, Oka R, Imamura H, Sato Y, Ban N, Kawana H, Ohira M, Shimizu N, Saiki A, Tatsuno I.
  • 雑誌名: Prostaglandins Other Lipid Mediat. 巻: 134 ページ: 16-23
  • DOI: 10.1016/j.prostaglandins.2017.11.002
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Successful Treatment of Rapidly Progressive Life-Threatening Esophageal Submucosal Hematoma in a Patient With van der Hoeve Syndrome (2018)
  • 著者名/発表者名: Watanabe Y, Shimizu N, Iwakawa M, Yamaguchi T, Ban N, Kawana H, Saiki A, Sakaida E, Nakaseko C, Matsuura Y, Aotsuka N, Bujo H, Tatsuno I.
  • 雑誌名: J Clin Med Res. 巻: 10 ページ: 154-157
  • DOI: 10.14740/jocmr3270w
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Fracture risk assessment tool (FRAX) and for the diagnosis of osteoporosis in Japanese middle-aged and elderly women: Chiba bone survey (2018)
  • 著者名/発表者名: Oka R, Ohira M, Suzuki S, Yoshida T, Koide H, Tanaka T, Tatsuno I.
  • 雑誌名: Endocr J. 巻: 65 ページ: 193-202
  • DOI: 10.1507/endocrj.EJ17-0331
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The Relationship between Bladder, Periarterial and Somatic Neuropathy in Diabetes (2018)
  • 著者名/発表者名: Sakakibara R, Takahashi O, Nishimura H, Tateno F, Kishi M, Tsuyusaki Y, Aiba Y, Tatsuno I
  • 雑誌名: Intern Med. 巻: 57 ページ: 2165-2168
  • DOI: 10.2169/internalmedicine.9749-17
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] p53-Inducibe DPYSL4 Associates with Mitochondrial Supercomplexes and Regulates Energy Metabolism in Adipocytes and Cancer Cells. (2018)
  • 著者名/発表者名: Nagano H, Hashimoto N, Nakayama A, Suzuki S, Miyabayashi U, Yamato A, Higuchi S, Fujimoto M, Sakuma I, Beppu M, Yokoyama M, Suzuki Y, Sugano S, Ikeda K, Tatsuno I, Manabe I, Yokote K, Inoue S, Tanaka T*.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 巻: 115 ページ: 8370-8375
  • DOI: http://doi.org/10.1073/pnas.1804243115
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Lipid Parameters are Independently Associated with Cardio-Ankle Vascular Index (CAVI) in Healthy Japanese Subjects (2018)
  • 著者名/発表者名: Nagayama D, Watanabe Y, Saiki A, Shirai K, Tatsuno I
  • 雑誌名: J Atheroscler Thromb 巻: 25 ページ: 621-633
  • DOI: https://doi.org/10.5551/jat.42291
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Effect of 7-ketocholesterol on Hyaluronic Acid Synthase 2 in Human Aortic Smooth Muscle Cells. (2018)
  • 著者名/発表者名: Nagumo-Yoshikawa A, Ishihara N, Watanabe F, Shirai K, Tatsuno I.
  • 雑誌名: Toho Journal of Medicine. 巻: 4 ページ: 74-80
  • 査読あり
• [学会発表] 女性膠原病患者におけるステロイド骨粗鬆症性臨床椎体骨折と生命予後‐千葉下志津リウマチコホート研究‐ (2019)
  • 著者名/発表者名: 龍野一郎†, 中村祥子†, 渡邊康弘†, 佐藤悠太†, 大平征宏†, 杉山隆夫
  • 学会等名: 第12回日本性差医学・医療学会学術集会
• [学会発表] ERBB3 germline mutationを認め多臓器悪性腫瘍を合併した両側副腎および膀胱褐色細胞腫/パラガンクリオーマ(PPC/PGL)の一例 (2018)
  • 著者名/発表者名: 石田晶子、中山哲俊、樋口誠一郎、永野秀和、小出尚史、龍野一郎、田中知明、横手幸太郎
  • 学会等名: 第91回日本内分泌学会学術総会
• [学会発表] 骨代謝制御機構におけるAKAP13 の機能的役割 (2018)
  • 著者名/発表者名: 石田晶子、中山哲俊、小出尚史、龍野一郎、田中知明、横手幸太郎
  • 学会等名: 第36回日本骨代謝学会学術集会、
• [学会発表] Xanthine oxidoreductase活性及びその血管弾性能Cardio-Ankle Vascular Index (CAVI)に及ぼす影響-2型糖尿病患者での検討- (2018)
  • 著者名/発表者名: 大平征宏、中村祥子、岡怜奈、田中翔、渡邊康弘、佐藤悠太、今村榛樹、山口崇、川名秀俊、齋木厚人、清水直美、石原典子、龍野一郎
  • 学会等名: 第61回日本糖尿病学会年次学術集会
• [学会発表] 自然からの贈り物オメガ３系多価不飽和脂肪酸による生活習慣病予防とその作用機構 (2018)
  • 著者名/発表者名: 龍野一郎
  • 学会等名: 日本脂質栄養学会第27回大会
  • 招待講演
• [学会発表] 体重管理に難渋するPickwick症候群を合併したPrader Willi症候群の一例 (2018)
  • 著者名/発表者名: 佐藤悠太†, 中村祥子†, 田中翔†, 岡怜奈†, 渡邊康弘†, 山口崇†, 大平征宏†, 齋木厚人†, 龍野一郎†
  • 学会等名: 第19回日本内分泌学会関東甲信越支部学術集会
• [学会発表] 高度肥満の持つ複雑な病態‐個別化・統合された肥満症治療を目指して‐ (2018)
  • 著者名/発表者名: 龍野一郎
  • 学会等名: 第36回日本肥満症治療学会学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] 食欲中枢異常による難治性高度肥満症の実態調査のための研究班（龍野班）の調査研究 (2018)
  • 著者名/発表者名: 龍野一郎†, 齋木厚人†, 小野崎彰, 松原久裕, 岡住慎一†, 瀬戸泰之, 佐々木章, 内藤剛, 太田正之, 山本寛, 関洋介, 清水英治, 横手幸太郎, 石垣泰, 卯木智, 正木孝幸, 入江潤一郎, 白井厚治
  • 学会等名: 第36回日本肥満症治療学会学術集会
• [学会発表] 高度肥満に合併する非虚血性心筋症の心形態および機能性特徴と、減量による影響 (2018)
  • 著者名/発表者名: 山口崇†, 戸谷俊介†, 中村祥子†, 岡怜奈†, 田中翔†, 渡邊康弘†, 大平征宏†, 清水直美†, 大城崇司†, 齋木厚人†, 龍野一郎†
  • 学会等名: 第36回日本肥満症治療学会学術集会
• [学会発表] スリーブ状胃切除術前後にフォーミュラ食を用いた腎不全合併高度肥満症の一例 (2018)
  • 著者名/発表者名: 渡邊康弘†, 瀬尾恵理†, 金居理恵子†, 山口崇†, 齋木厚人†, 林果林†, 大城崇司†, 鮫田真理子†, 龍野一郎†
  • 学会等名: 第36回日本肥満症治療学会学術集会
• [学会発表] スリーブ状胃切除術を施行した日本人における術前BMI別の肥満関連疾患とその経過および心理社会的背景の実態調査（多施設研究J-SMART） (2018)
  • 著者名/発表者名: 齋木厚人†, 山口崇†, 佐々木章, 内藤剛, 松原久裕, 卯木智, 山本寛, 太田正之, 笠間和典, 関洋介, 辻野元祥, 清水英治, 宮崎安弘, 龍野一郎†
  • 学会等名: 第36回日本肥満症治療学会学術集会
• [学会発表] 高度肥満症患者におけるビタミンの実態と、肥満外科治療の影響について (2018)
  • 著者名/発表者名: 林田美帆†, 山口崇†, 川久保さおり†, 山浦一恵†, 瀬尾恵理†, 金居理恵子†, 鮫田真理子†, 辻沙耶佳†, 大城崇司†, 齋木厚人†, 龍野一郎†
  • 学会等名: 第36回日本肥満症治療学会学術集会
• [学会発表] 高度肥満症患者における性格特性、知的能力および精神疾患の特徴と、それらが内科・外科的減量治療に及ぼす影響 (2018)
  • 著者名/発表者名: 山口崇†, 中村祥子†, 岡怜奈†, 田中翔†, 渡邊康弘†, 佐藤悠太†, 今村榛樹†, 川名秀俊†, 大平征宏†, 齋木厚人†, 大城崇司†, 林果林†, 龍野一郎†
  • 学会等名: 第36回日本肥満症治療学会学術集会
• [学会発表] 褥瘡、間接拘縮、筋萎縮、腎障害、心不全を合併した高度肥満症に対し、フォーミュラ食を用いたNST管理と理学療法が奏功した一例 (2018)
  • 著者名/発表者名: 山浦一恵†, 渡邊康弘†, 川久保さおり†, 林田美帆†, 瀬尾恵理†,金居理恵子†, 鮫田真理子†, 縄田千恵†, 秋葉崇†, 戸田祐子†, 清藤友里絵†, 佐藤悠太†, 川名秀俊†, 齋木厚人†, 龍野一郎†
  • 学会等名: 第36回日本肥満症治療学会学術集会
• [学会発表] 高度肥満患者の体組成が血管弾性におよぼす影響 (2018)
  • 著者名/発表者名: 山口崇†, 中村祥子†, 岡怜奈†, 田中翔†, 渡邊康弘†, 今村榛樹†, 佐藤悠太†, 川名秀俊†, 大平征宏†, 清水直美†, 齋木厚人†, 白井厚治†, 龍野一郎†
  • 学会等名: 第36回日本肥満症治療学会学術集会
• [学会発表] 高度肥満患者の心機能および形態と血管弾性との関連 (2018)
  • 著者名/発表者名: 山口崇†, 中村祥子†, 岡怜奈†, 田中翔†, 渡邊康弘†, 今村榛樹†, 佐藤悠太†, 川名秀俊†, 大平征宏†, 清水直美†, 齋木厚人†, 白井厚治†, 龍野一郎†
  • 学会等名: 第36回日本肥満症治療学会学術集会
• [学会発表] 肥満外科手術後のリバウンド患者に対して薬物療法の追加が奏功した症例 (2018)
  • 著者名/発表者名: 原敬一†, 武田有希†, 府川和樹†, 増田雅行†, 真坂亙†, 今村榛樹†, 齋木厚人†, 大城崇司†, 林果林†, 龍野一郎†
  • 学会等名: 第36回日本肥満症治療学会学術集会
• [学会発表] 肥満症に対する効果的な治療戦略と健康障害の改善に有効な減量数値目標を見出すための研究 (2018)
  • 著者名/発表者名: 横尾英孝、越坂理也、武田健治、前田祐香里、石川耕、小野啓、横手幸太郎、佐藤泰憲、浅原哲子、下村伊一郎、龍野一郎、津下一代、山内敏正、門脇孝
  • 学会等名: 第39回日本肥満学会
• [学会発表] 腹腔鏡下スリーブ状胃切除術を施行した日本人における術前BMI別の肥満関連疾患とその経過および心理社会的背景の実態調査（多施設研究J-SMART） (2018)
  • 著者名/発表者名: 齋木厚人, 山口崇, 佐々木章, 内藤剛, 松原久裕, 卯木智, 山本寛, 太田正之, 笠間和典, 関洋介, 辻野元祥, 清水英治, 宮崎安弘, 龍野一郎
  • 学会等名: 第50回日本動脈硬化学会総会・学術集会
• [学会発表] 魚油（オメガ３系多価不飽和脂肪酸）による生活習慣病予防とその作用機構 (2018)
  • 著者名/発表者名: 龍野一郎
  • 学会等名: 第32回日本臨床内科医学会
  • 招待講演
• [学会発表] グルカゴノーマに併発した糖尿病に対しメトホルミンが有用であった一例 (2018)
  • 著者名/発表者名: 渡邊康弘†, 中村祥子†, 田中翔†, 岡怜奈†, 河越尚幸†, 佐藤悠太†, 山口崇†, 大平征宏†, 清水直美†, 齋木厚人†, 龍野一郎†
  • 学会等名: 第46回内分泌代謝研究会
• [学会発表] 肥満外科術後患者に対するビタミンD補充強化の検討 (2018)
  • 著者名/発表者名: 中村祥子†, 山口崇†, 鮫田真理子†, 田中翔†, 河越尚幸†, 渡邊康弘†, 佐藤悠太†, 大平征宏†, 大城崇司†, 齋木厚人†, 龍野一郎†
  • 学会等名: 第28回臨床内分泌代謝Update
• [学会発表] 高度肥満患者の心筋障害における血管弾性の影響とその規定因子 (2018)
  • 著者名/発表者名: 田中翔†, 山口崇†, 中村祥子†, 岡怜奈†, 河越尚幸†, 渡邊康弘†, 佐藤悠太†, 大平征宏†, 清水直美†, 齋木厚人†, 白井厚治†, 龍野一郎†
  • 学会等名: 第28回臨床内分泌代謝Update
• [学会発表] 糖尿病を併発したグルカゴノーマに対するメトホルミンの有用性 (2018)
  • 著者名/発表者名: 渡邊康弘†, 山口崇†, 中村祥子†, 田中翔†, 岡怜奈†, 河越尚幸†, 佐藤悠太†, 大平征宏†, 清水直美†, 齋木厚人†, 龍野一郎†
  • 学会等名: 第28回臨床内分泌代謝Update