破骨細胞のRNA結合タンパクMusashi2を標的とする骨粗鬆症治療の解明

2019 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 18K16626
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 藤原 稔史 九州大学, 大学病院, 助教 (20644800)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: 破骨細胞 / Musashi / Notchシグナル / 骨粗鬆症 / 骨代謝

研究実績の概要

骨は骨吸収を行う破骨細胞と骨形成を行う骨芽細胞の働きにより強度や恒常性を保っている。骨粗鬆症においては破骨細胞の活動性が亢進しており、骨量が低下し、容易に骨折を引き起こし、骨粗鬆症患者の日常生活動作を低下させる。
単球から分化する破骨細胞は、その分化においてRNA結合タンパクMusashi（Msi）からのNotchシグナルを介して細胞生存を制御されている。破骨細胞の分化と骨吸収機能の解明のけるMsiのin vitroとin vivo解析を行う。
まず単球系細胞よりMsi2を選択的にノックアウト（cKO）するマウスをLysM-CreとMsiのFloxマウスを交配させている。Msi1と2のアイソフォームがあり、両方をノックアウトするマウスを作成し、コントロール（Con）とcKOマウスそれぞれ雄雌を、in vivo解析可能の6～9頭獲得できるよう進めていく。まだ頭数は予定には満たないが、2か月齢で大腿骨と腰椎の骨量をマイクロCTで解析し、Msiノックアウトは骨量を増加させることが分かった。
Msi cKOマウスの骨髄細胞をマクロファージ・破骨細胞へ分化誘導する。Msi2 cKOマウス作成後、マウスの骨より骨髄細胞を回収し、M-CSFとRANKLで破骨細胞へ分化を誘導する。Msi2 cKOによる破骨細胞についてin vitroで、破骨細胞分化マーカー（カテプシンK、NFATc1など）の遺伝子・ タンパク発現、酒石酸抵抗性酸性ホスファターゼ（TRAP）染色と免疫染色による形態評価を行っている。Msiによる骨吸収能の評価には象牙質に培養し、ピット染色で評価している。
現在引き続き解析を行っている。

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

マウスの交配を行っており、頭数を増やしている段階である。

今後の研究の推進方策

in vitroにおけるMsiノックアウト破骨細胞の解析を行い、レトロウィルスによる強制発現でその表現型を確認する。また閉経後骨粗鬆症マウスモデルを作成する予定である。

次年度使用額が生じた理由

マウスを増やしている段階であり、次年度にマウス数が増え、多くのマウスを解析する必要があり、次年度に使用する予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Predictive factors of mortality of patients with fragility hip fractures at 1 year after discharge: A multicenter, retrospective study in the northern Kyushu district of Japan (2019)
  • 著者名/発表者名: Kimura Atsushi, Matsumoto Yoshihiro, Wakata Yoshifumi, Oyamada Akiko, Ohishi Masanobu, Fujiwara Toshifumi, et. al
  • 雑誌名: Journal of Orthopaedic Surgery 巻: 27 ページ: 1-8
  • DOI: 10.1177/2309499019866965
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Selective inhibition of mutant IDH1 by DS-1001b ameliorates aberrant histone modifications and impairs tumor activity in chondrosarcoma (2019)
  • 著者名/発表者名: Nakagawa M, Nakatani F, Matsunaga H, Seki T, Endo M, Ogawara Y, Machida Y, Katsumoto T, Yamagata K, Hattori A, Fujita S, Aikawa Y, Ishikawa T, Soga T, Kawai A, Chuman H, Yokoyama N, Fukushima S, Yahiro K, Kimura A, Shimada E, Hirose T, Fujiwara T, et. al
  • 雑誌名: Oncogene 巻: 38 ページ: 6835～6849
  • DOI: 10.1038/s41388-019-0929-9
  • 査読あり
• [学会発表] 骨髄性細胞におけるFerroportin欠失は細胞内鉄貯蔵を増加させ、破骨細胞分化を誘導する (2019)
  • 著者名/発表者名: 藤原 稔史, Lei Wang, Bin Fang, 中島 康晴, Zhao Haibo
  • 学会等名: 第３７回日本骨代謝学会
• [学会発表] LIS1はM-CSF・RANKLシグナルとCDC42を介して破骨細胞分化を制御する (2019)
  • 著者名/発表者名: 藤原 稔史, Ye Shiqiao, 中島 康晴, Zhao Haibo
  • 学会等名: 第5回日本骨免疫学会