オステオカルシンノックアウトマウスを用いた骨および糖代謝制御の解明

2020 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 18K09070
• 研究機関: 長崎大学
• 研究代表者: 森石 武史 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 助教 (20380983)
• 研究分担者: 宮崎 敏博 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 准教授 (10174161)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: オステオカルシン / ノックアウトマウス / 精巣 / 筋肉

研究実績の概要

成熟骨芽細胞から産生される非コラーゲン性蛋白であるオステオカルシン(osteocalcin : OC)は、ビタミンK存在下でGla化され、このGla残基を介してリン酸カルシウム結晶と結合し骨基質石灰化に関与すると考えられている。近年、Karsentyらにより作製されたOC KOマウスでは、骨形成が亢進、骨量および骨強度が増加、体重増加と耐糖能異常をきたし、精巣でのテストステロン産生低下によりオスの生殖能が低下すると報告されている。私は、オステオカルシンが骨量形成を抑制するメカニズムに興味を持ち、当教室で作出されたOC KOマウスの解析を行ってきた。平成30年度においては、当方のOC KOマウスは海綿骨骨量・皮質骨厚・骨形成・骨吸収について、野生型マウスと差を認めない結果を報告した。そして、令和元年度においては、グルコース代謝に異常は無いことを報告した。令和2年度は、OC KOマウスの精巣について、精巣重量、精子数、血清テストステロン濃度、テストステロン産生に関わる遺伝子発現、異常精子頻度、精上皮のTUNEL陽性細胞頻度を解析し、筋肉については、大腿四頭筋、腓腹筋、ヒラメ筋、長指伸筋の重量、大腿四頭筋の筋繊維断面積の解析を行った。その結果、OC KOマウスは野生型マウスと差を認めなかった。また、骨基質のコラーゲン線維・アパタイト結晶 (biological apatite:BAp)の配向性について、14, 36週齢の長管骨を用い解析を行ったところ、野生型マウスと同様にOcn KOマウスのコラーゲン線維は骨長軸方向に配向し、BAp結晶サイズも差を認めなかったが、Ocn KOマウスのBApはランダムに配向し、コラーゲン配向に対してのBAp配向の追従性が野生型マウスより著明に低下し、骨長軸方向のヤング率も低下していた。

研究成果

• [雑誌論文] Osteocalcin is necessary for the alignment of apatite crystallites, but not glucose metabolism, testosterone synthesis, or muscle mass (2020)
  • 著者名/発表者名: Moriishi T, Ozasa R, Ishimoto T, Nakano T, Hasegawa T, Miyazaki T, Liu W, Fukuyama R, Wang Y, Komori H, Qin X, Amizuka N, Komori T.
  • 雑誌名: PLoS Genet . 巻: 28;16(5) ページ: e1008939
  • DOI: 10.1371/journal.pgen.1008586
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] オステオカルシンはグルコース代謝・テストステロン産生・筋肉量を調節するホルモンとして機能しない (2020)
  • 著者名/発表者名: 森石 武史、宮崎 敏博、大庭 伸介、小守 壽文
  • 学会等名: 第38回日本骨代謝学会