疾患iPS細胞を用いたGNAS-cAMP経路の骨芽細胞分化石灰化メカニズム解明

2020 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 18H03007
• 研究機関: 東京歯科大学
• 研究代表者: 東 俊文 東京歯科大学, 歯学部, 教授 (00222612)
• 研究分担者: 中村 貴 東京歯科大学, 歯学部, 講師 (80431948)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: GNAS / McCune Albright 症候群 / 線維性骨異形成症 / GNAS / GPCR / iPS細胞

研究実績の概要

Hedgehog経路活性化が骨芽細胞分化初期段階に重要であることが報告されている。　特にHedgehog経路/Runx2相互作用が骨芽細胞分化において重要であることは多くの研究により明らかにされている。また、GNAS(R201H、R201C)変異をもちGsαが恒常的活性化をきたした骨芽細胞は　Hedgehog経路が抑制されている一方、骨芽細胞分化促進因子であるWntが活性化している。　それにも関わらず　骨芽細胞分化は抑制されており、Hedghog経路抑制がWnt経路の上流に位置していて　GNAS(R201H　R201C)変異骨芽細胞分化抑制の制御ポイントである可能性がある。　そこで我々は、GNAS恒常的活性化により抑制されるHedgehog経路を活性化した場合、骨芽細胞分化は回復するのではないか？　と想定した。①Hedgehog（-）であっても、Runx2 活性化により(R201H)iPS細胞の骨芽細胞分化は促進・成熟するか否か？　②(R201H)iPS細胞の骨芽細胞分化はHedgehogを活性化すれば十分に分化・成熟化するか？　の２点について検討した。GNAS R201H変異は消化管良性腫瘍、悪性腫瘍、膵嚢胞疾患、膵癌などの原因遺伝子であるが腫瘍発生病態機序は未解明な点が多い。我々はMASiPS細胞を樹立し腫瘍性病変を再現したところ疾患細胞の未分化性が亢進するがわかった（5）。このMASiPS細胞を用いて　骨芽細胞分化におけるHedgehog経路活性化薬剤投与を検討したところ、抑制されていた骨分化が正常化した。したがって、線維性骨異形成症骨芽細胞分化阻害は実にHedgehog阻害がKey pointで、これを適切に薬剤投与により補正することが　治療へ直結する可能性ある。

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] Gorlin Syndrome: Recent Advances in Genetic Testing and Molecular and Cellular Biological Research. (2020)
  • 著者名/発表者名: Onodera S, Nakamura Y, Azuma T.
  • 雑誌名: Int J Mol Sci. 巻: 21(20) ページ: 7559.
  • DOI: 10.3390/ijms21207559.
  • 査読あり
• [雑誌論文] A novel GNAS-mutated human induced pluripotent stem cell model for understanding GNAS-mutated tumors. (2020)
  • 著者名/発表者名: Watanabe K, Nakamura T, Onodera S, Saito A, Shibahara T, Azuma T.
  • 雑誌名: Tumour Biol. 巻: 42(9) ページ: 1177
  • DOI: 10.1177/1010428320962588.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Keratinocytes from Gorlin Syndrome-induced pluripotent stem cells are resistant against UV radiation. (2020)
  • 著者名/発表者名: Morita N, Onodera S, Nakamura Y, Nakamura T, Takahashi SI, Nomura T, Azuma T..
  • 雑誌名: Med Mol Morphol. 巻: Aug 20. ページ: 795
  • DOI: 10.1007/s00795-020-00264-4.
  • 査読あり
• [雑誌論文] CAGE-seq analysis of osteoblast derived from cleidocranial dysplasia human induced pluripotent stem cells. (2020)
  • 著者名/発表者名: Ooki A, Onodera S, Saito A, Oguchi A, Murakawa Y, Sakamoto T, Sueishi K, Nishii Y, Azuma T.
  • 雑誌名: Bone 巻: 141 ページ: 115582
  • DOI: 10.1016/j.bone.2020.115582.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of intermittent treatment with parathyroid hormone (PTH) on osteoblastic differentiation and mineralization of mouse induced pluripotent stem cells in a 3D culture model. (2020)
  • 著者名/発表者名: Sato M, Aoki H, Nakamura T, Onodera S, Yamaguchi A, Saito A, Azuma T.
  • 雑誌名: .J Periodontal Res. 巻: 55(5) ページ: 734-743
  • DOI: 10.1111/jre.12762.
  • 査読あり
• [雑誌論文] TSLP is a negative regulator of RANKL-induced osteoclastogenesis. (2020)
  • 著者名/発表者名: Ohno T, Nakamura T, Nakae S, Morita H, Matsumoto K, Saito H, Takeda K, Okumura K, Azuma T.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun. 巻: 530(3) ページ: 508-512
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2020.05.055.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hedgehog Activation Regulates Human Osteoblastogenesis. (2020)
  • 著者名/発表者名: Onodera S, Saito A, Hojo H, Nakamura T, Zujur D, Watanabe K, Morita N, Hasegawa D, Masaki H, Nakauchi H, Nomura T, Shibahara T, Yamaguchi A, Chung UI, Azuma T, Ohba S.
  • 雑誌名: Stem Cell Reports. 巻: 15(1) ページ: 125-139
  • DOI: 10.1016/j.stemcr.2020.05.008.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tissue-nonspecific alkaline phosphatase promotes the osteogenic differentiation of osteoprogenitor cells. (2020)
  • 著者名/発表者名: Nakamura T, Nakamura-Takahashi A, Kasahara M, Yamaguchi A, Azuma T.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun. 巻: 524(3) ページ: 702-709
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2020.01.136.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stage-dependent differential gene expression profiles of cranial neural crest-like cells derived from mouse-induced pluripotent stem cells. (2020)
  • 著者名/発表者名: Odashima A, Onodera S, Saito A, Ogihara Y, Ichinohe T, Azuma T. Odashima A, Onodera S, Saito A, Ogihara Y, Ichinohe T, Azuma T.
  • 雑誌名: Med Mol Morphol. 巻: 53(1) ページ: 1007
  • DOI: 10.1007/s00795-019-00229-2.
  • 査読あり