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2021 年度 実績報告書

新規骨成長因子FAM111Aによる骨・軟骨分化増殖機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K08246
研究機関東京大学

研究代表者

北中 幸子  東京大学, 医学部附属病院, 病院診療医(出向) (30431638)

研究分担者 齋藤 琢  東京大学, 医学部附属病院, 准教授 (30456107)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワードFAM111A / Kenny-Caffey 症候群2型 / osteocraniostenosis / 軟骨内骨化 / 遺伝子改変マウス
研究実績の概要

我々はこれまで著明な低身長、大泉門閉鎖遅延、副甲状腺機能低下症、長管骨の骨膜肥厚などを特徴とするKenny-Caffey症候群2型(KCS2)の研究を行い、原因遺伝子FAM111Aを全エクソーム解析により同定した。しかし、FAM111Aの生体内における機能はほとんどわかっておらず、なぜ変異によって疾患を発症するのか、そのメカニズムは全く不明である。本研究では、FAM111Aの生体内の作用、特に顕著な症状である低身長をきたす機序を解明することを目的とする。
我々の作成した遺伝子改変マウスをPrx1-Creマウスと交配することで四肢頭蓋特異的にKCS2変異型hFAM111Aを強制発現させると、ヒトKCS2同様に四肢長管骨の短縮・大泉門閉鎖遅延を呈した。組織学的な解析により長管骨の短縮は軟骨細胞増殖の抑制によるものと考えられた。また、野生型hFAM111Aを強制発現させると、同様の表現型が軽度に見られた。さらに、KCS2の重症型とされるOsteocraniostenosis(OCS)変異型hFAM111Aを強制発現させると、同様の表現型がより重度に見られた。
軟骨・骨芽前駆細胞株を用いた解析では軟骨分化・骨分化の抑制がそれぞれ見られ、モデルマウスで見られた表現型が軟骨内骨化および膜性骨化への直接的な影響と考えられた。
FAM111Aはプロテアーゼ作用を有することがアミノ酸配列から予想されていたが、自己プロセッシングにより切断されることを見出した。その断片化した蛋白は、変異型で優位に増加していること、さらに、重症型のOCSをきたす変異では切断がより亢進していた。
これらの結果から、FAM111Aは軟骨内骨化および膜性骨化を抑制する作用をもち、変異によるプロテアーゼ作用の増強、もしくは増加した断片が活性型として作用することで機能亢進が起こり低身長・大泉門閉鎖遅延を来すと考えられる。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Identification of ENPP1 Haploinsufficiency in Patients With Diffuse Idiopathic Skeletal Hyperostosis and Early‐Onset Osteoporosis2022

    • 著者名/発表者名
      Kato Hajime、Ansh Anenya J、Lester Ethan R、Kinoshita Yuka、Hidaka Naoko、Hoshino Yoshitomo、Koga Minae、Taniguchi Yuki、Uchida Taisuke、Yamaguchi Hideki、Niida Yo、Nakazato Masamitsu、Nangaku Masaomi、Makita Noriko、Takamura Toshinari、Saito Taku、Braddock Demetrios T、Ito Nobuaki
    • 雑誌名

      Journal of Bone and Mineral Research

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1002/jbmr.4550

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Transcription Factor Hematopoietically Expressed Homeobox Protein (Hhex) Negatively Regulates Osteoclast Differentiation by Controlling Cyclin‐Dependent Kinase Inhibitors2022

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Hisato、Okada Hiroyuki、Hirose Jun、Omata Yasunori、Matsumoto Takumi、Matsumoto Morio、Nakamura Masaya、Saito Taku、Miyamoto Takeshi、Tanaka Sakae
    • 雑誌名

      JBMR Plus

      巻: 6 ページ: -

    • DOI

      10.1002/jbm4.10608

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Regulation of osteoarthritis development by ADAM17/Tace in articular cartilage2021

    • 著者名/発表者名
      Kaneko Taizo、Horiuchi Keisuke、Chijimatsu Ryota、Mori Daisuke、Nagata Kosei、Omata Yasunori、Yano Fumiko、Inui Hiroshi、Moro Toru、Tanaka Sakae、Saito Taku
    • 雑誌名

      Journal of Bone and Mineral Metabolism

      巻: 40 ページ: 196~207

    • DOI

      10.1007/s00774-021-01278-3

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Divergence in chondrogenic potential between in vitro and in vivo of adipose- and synovial-stem cells from mouse and human2021

    • 著者名/発表者名
      Chijimatsu Ryota、Miwa Satoshi、Okamura Gensuke、Miyahara Junya、Tachibana Naohiro、Ishikura Hisatoshi、Higuchi Junya、Maenohara Yuji、Tsuji Shinsaku、Sameshima Shin、Takagi Kentaro、Nakazato Keiu、Kawaguchi Kohei、Yamagami Ryota、Inui Hiroshi、Taketomi Shuji、Tanaka Sakae、Saito Taku
    • 雑誌名

      Stem Cell Research & Therapy

      巻: 12 ページ: -

    • DOI

      10.1186/s13287-021-02485-5

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 臨床的にMeacham症候群と診断した症例に認めたMYRF新規変異.2021

    • 著者名/発表者名
      田中裕之、磯島豪、木村有希、犬塚亮、北中幸子
    • 学会等名
      第54回日本小児内分泌学会
  • [学会発表] 特発性乳児高カルシウム血症2型における新規変異の機能解析2021

    • 著者名/発表者名
      藤澤佑介、長井翠、田中裕之、田村麻由子、高橋千恵、鶴岡洋子、中村智子、徳弘悦郎、加藤元博、北中幸子
    • 学会等名
      第54回日本小児内分泌学会
  • [学会発表] 発達遅滞・体重増加不良を主訴に受診し、乳児特発性高Ca血症の診断に至った9か月女児の1例2021

    • 著者名/発表者名
      根本千裕、成瀬裕紀、松戸孝博、田中裕之、北中幸子、森雅人、平本龍吾
    • 学会等名
      第54回日本小児内分泌学会

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公開日: 2022-12-28  

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