筋と骨のネットワーク機構におけるWnt-βカテニン経路阻害因子の役割の解明

2021 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 19K07310
• 研究機関: 近畿大学
• 研究代表者: 河尾 直之 近畿大学, 医学部, 講師 (70388510)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: 骨粗鬆症 / サルコペニア / マイオカイン / Dkk2 / 筋骨連関

研究実績の概要

本研究課題では、メカニカルストレスの変化によって骨格筋で発現が変動する体液性因子として、古典的Wnt-βカテニン経路の阻害因子であるDickkop (DKK)2に着目し、メカニカルストレスによって誘導される筋と骨の相互連関におけるDKK2の役割と作用機序を検討することを目的とする。これまでに、マウスにおいて、メカニカルストレス低下により、筋DKK2発現および血中DKK2濃度が増加し、さらに、筋DKK2発現および血中DKK2濃度は海綿骨骨密度と負の相関を示すことを見出している。また、in vitroの実験により、DKK2は骨芽細胞分化の抑制とRANKLを介する破骨細胞形成の促進によって骨量を減少させる機序が示唆されている。昨年度は、精巣摘出モデルマウスを用いて、アンドロゲン欠乏による骨粗鬆症病態におけるDKK2の役割について、筋骨連関の視点から検討した。精巣摘出によるアンドロゲン欠乏によって、筋DKK2発現および血中DKK2濃度が有意に増加した。さらに、実験に用いたマウスにおける単相関分析により、血中DKK2濃度は脛骨の海綿骨骨密度と負の相関を示した。マウス筋芽細胞株C2C12細胞において、テストステロンはDKK2発現を抑制した。本研究課題の成果より、メカニカルストレス低下およびアンドロゲン欠乏による骨量の減少に、筋でのDKK2発現増加が寄与することが示唆された。さらに、DKK2はメカニカルストレス低下および男性ホルモン低下による骨粗鬆症およびサルコペニアの新しいバイオマーカーおよび治療標的になる可能性が示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Role of peripheral myelin protein 22 in chronic exercise‐induced interactions of muscle and bone in mice (2022)
  • 著者名/発表者名: Kawaguchi Miku、Kawao Naoyuki、Muratani Masafumi、Takafuji Yoshimasa、Ishida Masayoshi、Kinoshita Yuko、Takada Yuto、Mizukami Yuya、Ohira Takashi、Kaji Hiroshi
  • 雑誌名: Journal of Cellular Physiology 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.1002/jcp.30706
  • 査読あり
• [雑誌論文] Role of Macrophages and Plasminogen Activator Inhibitor-1 in Delayed Bone Repair Induced by Glucocorticoids in Mice (2022)
  • 著者名/発表者名: Okada Kiyotaka、Kawao Naoyuki、Nakai Daisho、Wakabayashi Rei、Horiuchi Yoshitaka、Okumoto Katsumi、Kurashimo Shinji、Takafuji Yoshimasa、Matsuo Osamu、Kaji Hiroshi
  • 雑誌名: International Journal of Molecular Sciences 巻: 23 ページ: 478
  • DOI: 10.3390/ijms23010478
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Renal failure suppresses muscle irisin expression, and irisin blunts cortical bone loss in mice (2022)
  • 著者名/発表者名: Kawao Naoyuki、Kawaguchi Miku、Ohira Takashi、Ehara Hiroki、Mizukami Yuya、Takafuji Yoshimasa、Kaji Hiroshi
  • 雑誌名: Journal of Cachexia, Sarcopenia and Muscle 巻: 13 ページ: 758～771
  • DOI: 10.1002/jcsm.12892
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Role of tissue factor in delayed bone repair induced by diabetic state in mice (2021)
  • 著者名/発表者名: Ehara Hiroki、Tatsumi Kohei、Takafuji Yoshimasa、Kawao Naoyuki、Ishida Masayoshi、Okada Kiyotaka、Mackman Nigel、Kaji Hiroshi
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 16 ページ: e0260754
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0260754
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Role of plasminogen activator inhibitor-1 in muscle wasting induced by a diabetic state in female mice (2021)
  • 著者名/発表者名: Ehara Hiroki、Takafuji Yoshimasa、Tatsumi Kohei、Okada Kiyotaka、Mizukami Yuya、Kawao Naoyuki、Matsuo Osamu、Kaji Hiroshi
  • 雑誌名: Endocrine Journal 巻: 68 ページ: 1421～1428
  • DOI: 10.1507/endocrj.EJ21-0142
  • 査読あり
• [雑誌論文] Serpinb1a suppresses osteoclast formation (2021)
  • 著者名/発表者名: Ishida Masayoshi、Kawao Naoyuki、Mizukami Yuya、Takafuji Yoshimasa、Kaji Hiroshi
  • 雑誌名: Biochemistry and Biophysics Reports 巻: 26 ページ: 101004
  • DOI: 10.1016/j.bbrep.2021.101004
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Effects of fluid flow shear stress to mouse muscle cells on the bone actions of muscle cell-derived extracellular vesicless (2021)
  • 著者名/発表者名: Takafuji Yoshimasa、Tatsumi Kohei、Kawao Naoyuki、Okada Kiyotaka、Muratani Masafumi、Kaji Hiroshi
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 16 ページ: e0250741
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0250741
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Influence of Angptl1 on osteoclast formation and osteoblastic phenotype in mouse cells (2021)
  • 著者名/発表者名: Ishida Masayoshi、Kawao Naoyuki、Mizukami Yuya、Takafuji Yoshimasa、Kaji Hiroshi
  • 雑誌名: BMC Musculoskeletal Disorders 巻: 22 ページ: 398
  • DOI: 10.1186/s12891-021-04278-6
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Role of irisin in effects of chronic exercise on muscle and bone in ovariectomized mice (2021)
  • 著者名/発表者名: Kawao Naoyuki、Iemura Shunki、Kawaguchi Miku、Mizukami Yuya、Takafuji Yoshimasa、Kaji Hiroshi
  • 雑誌名: Journal of Bone and Mineral Metabolism 巻: 39 ページ: 547～557
  • DOI: 10.1007/s00774-020-01201-2
  • 査読あり
• [雑誌論文] Role of Dkk2 in the Muscle/bone Interaction of Androgen-Deficient Mice (2021)
  • 著者名/発表者名: Iemura Shunki、Kawao Naoyuki、Akagi Masao、Kaji Hiroshi
  • 雑誌名: Experimental and Clinical Endocrinology & Diabetes 巻: 129 ページ: 770～775
  • DOI: 10.1055/a-1331-7021
  • 査読あり
• [学会発表] Roles of PMP22 in the alterations of muscle and bone induced by exercise in mice. (2022)
  • 著者名/発表者名: Kawaguchi M, Kawao N, Muratani M, Takafuji Y, Ishida I, Mizukami Y, Ohira T, Kaji H.
  • 学会等名: The 99th Annual Meeting of The Physiological Society of Japan Joint Meeting.
• [学会発表] マウス慢性腎不全による骨量減少におけるアイリシンの役割. (2021)
  • 著者名/発表者名: 河尾直之、川口美紅、水上優哉、高藤義正、大平宇志、梶博史.
  • 学会等名: 第8回日本サルコペニア・フレイル学会大会
• [学会発表] マウス慢性腎不全が筋と骨に及ぼす影響におけるアイリシンの役割. (2021)
  • 著者名/発表者名: 河尾直之、川口美紅、水上優哉、高藤義正、梶博史.
  • 学会等名: 第39回日本骨代謝学会学術集会
• [備考] 近畿大学 医学部 再生機能医学講座
  • URL: https://www.med.kindai.ac.jp/physio2/