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2018 年度 実施状況報告書

高分子量熱ショックタンパク質による骨代謝制御の分子基盤に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 17K11002
研究機関岐阜大学

研究代表者

徳田 治彦  岐阜大学, 大学院医学系研究科, 非常勤講師 (10397325)

研究分担者 小澤 修  岐阜大学, 大学院医学系研究科, 教授 (90225417)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード骨芽細胞 / ストレスタンパク質 / 遊走細胞 / HSP70 / IGF-I / MAPキナーゼ
研究実績の概要

種々のストレスに対する生体反応をストレス反応と呼んでおり、外的環境の変化に対し生体は迅速に反応する。ストレス蛋白質 (heat shock protein; HSP) は、熱や化学物質などのストレスにより誘導される一群のタンパク質の総称で、分子量が70kDaのHSP70や90kDaのHSP90など高分子量ストレス蛋白質と、分子量が10-30kDaのHSP27、HSP20などが低分子量ストレス蛋白質として大別されている。HSPは、分子シャペロンとして機能すると考えられている。HSP70は非刺激状態の細胞においても恒常的に発現している。またHSP70は、癌や自己免疫疾患などの疾患の病態に関与していることが報告されているが、骨芽細胞における詳細な役割はいまだ明らかでない。骨は破骨細胞による骨吸収とそれに引き続く骨芽細胞による骨形成によって骨リモデリングは絶えず活発に行われている。骨レモデリングにおいて骨吸収部位への骨芽細胞の遊走は必須であり、骨折時の骨修においても遊走は重要であると考えられている。しかし、骨芽細胞の遊走の調節機序の詳細は未だ明らかとされていない。Insulin-like growth factor-I (IGF-I) は骨基質中に貯蔵されており、破骨細胞による骨吸収により遊離、活性化される骨形成促進因子である。本研究では、骨芽細胞様MC3T3-E1細胞においてIGF-I刺激による細胞の遊走におけるHSP70の役割を検討した。骨芽細胞において高分子量ストレスタンパク質の一つであるHSP70がIGF-Iによる細胞遊走能をp44/p42 MAPキナーゼを介し、促進的に制御していることを明らかとした。

現在までの達成度 (区分)
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

骨芽細胞においてHSP70がIGF-Iによる細胞遊走を、促進的に制御していることを明らかとした。加えて細胞内情報伝達機構に関してHSP70はIGF-Iによる骨芽細胞の遊走において、p44/p42 MAP キナーゼの上流で機能していることを明らかとした。今回の結果から、HSP70が骨リモデリングや骨折の治癒過程において、IGF-Iによる骨芽細胞の遊走能の調節因子として重要な役割を担っていることが示唆された。この結果から、高分子量ストレスタンパク質の一つであるHSP70が骨粗鬆症などの代謝性疾患への新たな治療ターゲットとなる可能性を示唆することが出来た。

今後の研究の推進方策

種々の刺激因子による骨芽細胞の遊走における高分子量ストレス蛋白質、HSP70およびHSP90の役割を検討する。骨芽細胞において、骨代謝調節因子であるインターロイキン-6の産生、および血管内皮細胞の特異的増殖因子であるvascular endothelial growth factorの産生における高分子量ストレス蛋白質、HSP70およびHSP90の役割を検討する。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2018

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] (-)-Epigallocatechin gallate but not chlorogenic acid suppresses EGF-stimulated migration of osteoblasts via attenuation of p38 MAPK activity.2018

    • 著者名/発表者名
      Kawabata T, Otsuka T, Fujita K, Sakai G, Matsushima-Nishiwaki R, Kozawa O, Tokuda H.
    • 雑誌名

      Int. J. Mol. Med.

      巻: 42 ページ: 3149-3156

    • DOI

      10.3892/ijmm.2018.3884.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Inhibitors of heat shock protein 90 augment endothelin-1-induced heat shock protein 27 through the SAPK/JNK signaling pathway in osteoblasts.2018

    • 著者名/発表者名
      Fujita K, Otsuka T, Kawabata T, Sakai G, Matsushima-Nishiwaki R, Kozawa O, Tokuda H.
    • 雑誌名

      Mol. Med. Rep.

      巻: 17 ページ: 8542-8547

    • DOI

      10.3892/mmr.2018.8878.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Association of HSP22 with mTOR in osteoblasts: regulation of TNF-α-stimulated IL-6 synthesis.2018

    • 著者名/発表者名
      Sakai G, Tokuda H, Yamamoto N, Matsushima-Nishiwaki R, Fujita K, Kawabata T, Kozawa O, Otsuka T.
    • 雑誌名

      FEBS Lett.

      巻: 592 ページ: 1202-1210

    • DOI

      10.1002/1873-3468.13028.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] HSP90 limits thrombin-stimulated IL-6 synthesis in osteoblast-like MC3T3-E1 cells: Regulation of p38 MAPK.2018

    • 著者名/発表者名
      Fujita K, Otsuka T, Kawabata T, Kainuma S, Sakai G, Matsushima-Nishiwaki R, Kozawa O, Tokuda H.
    • 雑誌名

      Int. J. Mol. Med.

      巻: 42 ページ: 2185-2192

    • DOI

      10.3892/ijmm.2018.3785.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Repression of IGF-I-induced osteoblast migration by (-)-epigallocatechin gallate through p44/p42 MAP kinase signaling.2018

    • 著者名/発表者名
      Kawabata T, Tokuda H, Sakai G, Fujita K, Matsushima-Nishiwaki R, Otsuka T, Kozawa O.
    • 雑誌名

      Biomed. Rep.

      巻: 9 ページ: 318-326

    • DOI

      10.3892/br.2018.1140.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] HSP70 Inhibitor Suppresses IGF-I-Stimulated Migration of Osteoblasts through p44/p42 MAP Kinase.2018

    • 著者名/発表者名
      Kawabata T, Tokuda H, Sakai G, Fujita K, Matsushima-Nishiwaki R, Kuroyanagi G, Otsuka T, Kozawa O.
    • 雑誌名

      Biomedicines.

      巻: 6 ページ: E109

    • DOI

      10.3390/biomedicines6040109.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] HSP70 Inhibitors Reduce The Osteoblast Migration By Epidermal Growth Factor.2018

    • 著者名/発表者名
      Kawabata T, Otsuka T, Fujita K, Sakai G, Kim W, Matsushima-Nishiwaki R, Kuroyanagi G, Kozawa O, Tokuda H.
    • 雑誌名

      Curr. Mol. Med.

      巻: 18 ページ: 486-495

    • DOI

      10.2174/1566524019666181213112847.

    • 査読あり
  • [学会発表] 骨芽細胞においてストレス蛋白質(HSP)90阻害剤はプロスタグランジンF2α(PGF)F2αによるインターロイキン(IL)-6産生を増強する-p38 mitogen-activated protein kinase(MAPK) 経路の関与-2018

    • 著者名/発表者名
      徳田治彦、藤田和彦、原田 敦、新飯田俊平、小澤 修
    • 学会等名
      第60回日本老年医学会学術集会
  • [学会発表] 骨芽細胞においてHSP22はTNF-αによるIL-6産生をmTORを介して抑制する2018

    • 著者名/発表者名
      酒井 剛、徳田治彦、小澤 修
    • 学会等名
      第91回日本生化学会
  • [学会発表] 骨芽細胞においてHSP70はTGF-βによるVEGF産生をp38 MAP Kinaseを介して抑制的に制御する2018

    • 著者名/発表者名
      酒井 剛、 徳田治彦、 藤田和彦、 川端 哲、 小澤 修
    • 学会等名
      第20回日本骨粗鬆症学会
  • [学会発表] ResveratrolはSAPK/JNKおよびAktを阻害しepidermal growth factor (EGF) による骨芽細胞の遊走を抑制する2018

    • 著者名/発表者名
      川端 哲、徳田治彦、藤田和彦、酒井 剛、大塚聖視、小澤 修、大塚隆信
    • 学会等名
      第20回日本骨粗鬆症学会
  • [学会発表] 骨芽細胞においてHSP90の阻害剤はPGF2αによるインターロイキン(IL)-6の産生を促進する2018

    • 著者名/発表者名
      藤田和彦、徳田治彦、川端 哲、酒井 剛、小澤 修
    • 学会等名
      第20回日本骨粗鬆症学会

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公開日: 2019-12-27  

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