膜貫通型分子Enpp1を介した正所性カルシウム沈着と老化制御

2020 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 18H02930
• 研究機関: 慶應義塾大学
• 研究代表者: 宮本 健史 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 特任教授 (70383768)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: 骨粗鬆症

研究実績の概要

骨粗鬆症は加齢等による骨密度の低下などをもとに、骨の脆弱化が進行した結果、骨折のリスクが高まった状態と定義される。骨粗鬆症患者数は、国内の疫学調査によりおよそ1300万人と見積もられており、大腿骨近位部骨折などの骨脆弱性骨折の発生数も、高齢社会の到来を受けて、増加の一途をたどっている。骨密度低下のリスクとして、閉経などの性ホルモンの低下が知られており、そのメカニズムも申請者らによって徐々に解明されてきていたが、加齢による骨密度低下のメカニズムは明らかではなかった。申請者は、膜貫 通型分子であるectonucleotide pyrophosphatase/phosphodiesterase 1 (Enpp1) がリン代謝の恒常性制御を介して、骨のカルシウム制御並びに全身的な異所性石灰化制御をになっていることを明らかにしてきた。Enpp1遺伝子の機能喪失型の自然変異マウスであるtip toe walkマウス（ttwマウス）では、リン代謝制御の恒常性破綻に基づく異所性石灰化を引き起こすことを示した。また、Enpp1がどの臓器で機能しているかを明らかにするため、Enpp1 floxマウスを新規に樹立することに成功した。様々な組織・臓器特異的なCreマウスと交配することで、Enpp1がどの臓器を起点に全身的なリン代謝の恒常性を制御するのかを明らかにすることが可能となった。さらに、どの組織・臓器でEnpp1が発現するかをリアルタイムでモニターするためにEnpp1遺伝子のローカスにluciferase-EGFP遺伝子をCRISPR/Cas9 systemで組み込んだノックインマウスの新規樹立にも成功した。リン負荷時など、こちらもリアルタイムでEnpp1の発現調節によるリン代謝の恒常性制御機構を明らかにすることが可能となった。

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Overexpression of Interleukin-1α Suppresses Liver Metastasis of Lymphoma: Implications for Antitumor Effects of CD8+ T-cells (2021)
  • 著者名/発表者名: Udagawa K, Niki Y, Kikuchi T, Fukuhara Y, Takeda Y, Miyamoto T, Matsumoto M, Nakamura M
  • 雑誌名: J Histochem Cytochem 巻: 69 ページ: 245-255
  • DOI: 10.1369/0022155421991634
  • 査読あり
• [雑誌論文] Compressive mechanical stress enhances susceptibility to interleukin-1 by increasing interleukin-1 receptor expression in 3D-cultured ATDC5 cells (2021)
  • 著者名/発表者名: Takeda Y, Niki Y, Fukuhara Y, Fukuda Y, Udagawa K, Shimoda M, Kikuchi T, Kobayashi S, Harato K, Miyamoto T, Matsumoto M, Nakamura M
  • 雑誌名: BMC Musculoskelet Disord 巻: 22 ページ: -
  • DOI: 10.1186/s12891-021-04095-x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Objective characterization of hip pain levels during walking by combining quantitative electroencephalography with machine learning (2021)
  • 著者名/発表者名: Kimura A, Mitsukura Y, Oya A, Matsumoto M, Nakamura M, Kanaji A, Miyamoto T
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 11 ページ: -
  • DOI: 10.1038/s41598-021-82696-1
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Treatment with an active vitamin D analogue blocks hypothalamic dysfunction-induced bone loss in mice (2021)
  • 著者名/発表者名: Ito E, Sato Y, Kobayashi T, Nakamura S, Kaneko Y, Soma T, Matsumoto T, Kimura A, Miyamoto K, Matsumoto H, Matsumoto M, Nakamura M, Sato K, Miyamoto T
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 巻: 542 ページ: 48-53
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2021.01.026
  • 査読あり
• [雑誌論文] Food restriction reduces cortical bone mass and serum insulin-like growth factor-1 levels and promotes uterine atrophy in mice (2021)
  • 著者名/発表者名: Ito E, Sato Y, Kobayashi T, Nakamura S, Kaneko Y, Soma T, Matsumoto T, Kimura A, Miyamoto K, Matsumoto H, Matsumoto M, Nakamura M, Sato K, Miyamoto T
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 巻: 534 ページ: 165-171
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2020.11.122
  • 査読あり
• [雑誌論文] ALDH2 mutation promotes skeletal muscle atrophy in mice via accumulation of oxidative stress (2021)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi H, Nakamura S, Sato Y, Kobayashi T, Miyamoto K, Oya A, Matsumoto M, Nakamura M, Kanaji A, Miyamoto T
  • 雑誌名: Bone 巻: 142 ページ: -
  • DOI: 10.1016/j.bone.2020.115739
  • 査読あり
• [雑誌論文] Apolipoprotein AI amyloid deposits in the ligamentum flavum in patients with lumbar spinal canal stenosis (2020)
  • 著者名/発表者名: Tasaki M, Okada M, Yanagisawa A, Nomura T, Matsushita H, Ueda A, Inoue Y, Masuda T, Misumi Y, Yamashita T, Nakamura T, Miyamoto T, Obayashi K, Ando Y, Ueda M
  • 雑誌名: Amyloid 巻: - ページ: 1-6
  • DOI: 10.1080/13506129.2020.1858404
  • 査読あり
• [雑誌論文] Meta-analysis of 208370 East Asians identifies 113 susceptibility loci for systemic lupus erythematosus (2020)
  • 著者名/発表者名: Yin X, Kim K, Suetsugu H, Bang SY, Wen L, Koido M, Ha E, Liu L, Sakamoto Y, et al.
  • 雑誌名: Ann Rheum Dis 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.1136/annrheumdis-2020-219209
  • 査読あり
• [雑誌論文] Role of Scx+/Sox9+ cells as potential progenitor cells for postnatal supraspinatus enthesis formation and healing after injury in mice (2020)
  • 著者名/発表者名: Ideo K, Tokunaga T, Shukunami C, Takimoto A, Yoshimoto Y, Yonemitsu R, Karasugi T, Mizuta H, Hiraki Y, Miyamoto T
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 15 ページ: -
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0242286. eCollection 2020
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Tooth extraction in mice administered zoledronate increases inflammatory cytokine levels and promotes osteonecrosis of the jaw (2020)
  • 著者名/発表者名: Soma T, Iwasaki R, Sato Y, Kobayashi T, Nakamura S, Kaneko Y, Ito E, Okada H, Watanabe H, Miyamoto K, Matsumoto M, Nakamura M, Asoda S, Kawana H, Nakagawa T, Miyamoto T
  • 雑誌名: J Bone Miner Metab 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.1007/s00774-020-01174-2
  • 査読あり
• [雑誌論文] Smoking cessation increases levels of osteocalcin and uncarboxylated osteocalcin in human sera (2020)
  • 著者名/発表者名: Kiyota Y, Muramatsu H, Sato Y, Kobayashi T, Miyamoto K, Iwamoto T, Matsumoto M, Nakamura M, Tateno H, Sato K, Miyamoto T
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 10 ページ: -
  • DOI: 10.1038/s41598-020-73789-4
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Meningeal Melanocytoma Occurring at Epidural Region of the Cervical Spine (2020)
  • 著者名/発表者名: Tateyama M, Fujimoto T, Nakamura T, Miyamoto T
  • 雑誌名: Spine Surg Relat Res 巻: 4 ページ: 377-379
  • DOI: 10.22603/ssrr.2020-0027. eCollection 2020
  • 査読あり
• [雑誌論文] Femur Bone Mineral Density and Pentosidine Level Distinguish Ankylosing Spinal Disorder Patients with and without Sacroiliac Ankylosis (2020)
  • 著者名/発表者名: Furukawa M, Okuyama K, Kawano Y, Kikuchi K, Miyamoto T, Nakamura M, Matsumoto M
  • 雑誌名: Spine Surg Relat Res 巻: 4 ページ: 333-340
  • DOI: 10.22603/ssrr.2020-0001. eCollection 2020
  • 査読あり
• [雑誌論文] Macrophages fine-tune pupil shape during development (2020)
  • 著者名/発表者名: Takahashi M, Misaki M, Shibata S, Iga T, Shindo T, Tai-Nagara I, Hirata A, Ogawa M, Miyamoto T, Nakagawa T, Ema M, Ichiyama Y, Shima DT, Hozumi K, Nishimura S, Kubota Y
  • 雑誌名: Dev Biol 巻: 464 ページ: 137-144
  • DOI: 10.1016/j.ydbio.2020.06.004
  • 査読あり
• [雑誌論文] Vitamin D protects against immobilization-induced muscle atrophy via neural crest-derived cells in mice (2020)
  • 著者名/発表者名: Nakamura S, Sato Y, Kobayashi T, Kaneko Y, Ito E, Soma T, Okada H, Miyamoto K, Oya A, Matsumoto M, Nakamura M, Kanaji A, Miyamoto T
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 10 ページ: -
  • DOI: 10.1038/s41598-020-69021-y
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Astaxanthin improves osteopenia caused by aldehyde-stress resulting from Aldh2 mutation due to impaired osteoblastogenesis (2020)
  • 著者名/発表者名: Hoshi H, Monoe F, Ohsawa I, Ohta S, Miyamoto T
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 巻: 527 ページ: 270-275
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2020.04.013
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sustained anti-osteoporotic action of risedronate compared to anti-RANKL antibody following discontinuation in ovariectomized mice (2020)
  • 著者名/発表者名: Omiya T, Hirose J, Omata Y, Tominari T, Inada M, Watanabe H, Miyamoto T, Tanaka S
  • 雑誌名: Bone Rep 巻: 13 ページ: -
  • DOI: 10.1016/j.bonr.2020.100289. eCollection 2020 Dec
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 加齢による関節軟骨と骨の障害のマネージメント (2021)
  • 著者名/発表者名: 宮本健史
  • 学会等名: 第33回日本軟骨代謝学会
  • 招待講演
• [学会発表] 病態に基づく骨粗鬆症の治療戦略 (2021)
  • 著者名/発表者名: 宮本健史
  • 学会等名: 第35回日本日本整形外科学会基礎学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] 脊柱靭帯骨化症の細胞生物学的アプローチ (2021)
  • 著者名/発表者名: 宮本健史、松本守雄
  • 学会等名: 第35回日本日本整形外科学会基礎学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] 整形外科外科から見た脆弱性骨折 女性アスリートにおける疲労骨折 (2020)
  • 著者名/発表者名: 宮本健史
  • 学会等名: 第22回日本骨粗鬆症学会/第38回日本骨代謝学会学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] 妊娠後骨粗鬆症の病態と疫学―どのように予防・早期発見・管理するか？― 妊娠・授乳にともなう骨代謝の変化 (2020)
  • 著者名/発表者名: 宮本健史
  • 学会等名: 第22回日本骨粗鬆症学会/第38回日本骨代謝学会学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] 運動・エクササイズとアンチエイジング (2020)
  • 著者名/発表者名: 宮本健史
  • 学会等名: 第20回日本抗加齢医学会総会
  • 招待講演