研究課題
リンは生体に必須の元素である。低リン血症では骨の石灰化障害を呈し、くる病・骨軟化症を発症する。一方、高リン血症では血管石灰化や心肥大、骨粗鬆症といった老化症状が惹起され、結果的に寿命の短縮をきたす。そのため、生体において血中リン濃度は骨-腎連関によって厳密に制御されている。骨は線維芽細胞増殖因子23(fibroblast growth factor 23; FGF23)を分泌し、腎臓でのリン排泄を調節する。しかし、骨がいかに血中リン濃度を感知し、FGF23の産生調節を介して生体のリンの恒常性を維持しているのかについては明らかになっていない。本研究では、未知のリン感知因子を同定し、分子レベルで骨のリン感知機構を明らかにする。本研究によって、前述の低リン血症性疾患および高リン血症性疾患に対する新規創薬研究につながるものと考えている。今年度は骨芽細胞様細胞株UMR106を用いたリン酸化プロテオミクスにより、リン感知因子としてのFGF受容体1(FGF receptor 1; FGFR1)を同定した。FGFR1の本来のリガンドであるFGF2とリンとでは、FGFR1の活性化様式が異なることも見出した。さらに、骨特異的FGFR1ノックアウトマウスを作出し、その表現型を解析した。結果、本ノックアウトマウスではリン負荷に対する血中FGF23濃度の上昇が認められず、コントロールマウスに比して高度の高リン血症を呈することが明らかとなった。並行して、さらにリン感知因子を絞り込むための次なるLC-MS/MS解析のための準備段階として、標識としてのGFPを付加したFGFR1を安定的に発現するUMR106細胞の作製を行った。
3: やや遅れている
リン感知に関与していることが明らかとなったFGFR1にGFPを付加した蛋白を産生するUMR106細胞の安定発現細胞株を樹立し、GFP-Trap法により更なるLC-MS/MS解析を計画していたが、GFPを付加することでFGFR1の細胞内局在が変化してしまうという新たな課題に直面した。具体的には、FGFR1の本来の発現場所である細胞膜上にGFPが分布せず、細胞質内に凝集してしまうという現象の解決を求められた。このため、GFP付加位置の再検討と予備実験を行った。
GFP付加FGFR1を細胞膜上に安定的に発現するUMR106細胞の作出を引き続き行う。作出した細胞をもとに、GFP-Trap法を用いた更なるLC-MS/MS解析によるリン感知因子の探索と解析を行う。代替案として、GFP以外の標識の挿入やFGFR1に対する特異的な抗体を新たに作製し、従来の免疫沈降法を用いることなどを検討している。同時に、今年度確立することに成功した骨特異的FGFR1ノックアウトマウスを用いて、新たにCKDモデルを作出し、病態モデルにおけるリン感知因子の意義を追求していく。
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Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America
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Trends in Endocrinology and Metabolism
巻: 29 ページ: 755-767
10.1016/j.tem.2018.08.006
http://www.fujii.tokushima-u.ac.jp/nuclearreceptor/
