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2020 年度 実施状況報告書

骨石灰化におけるピロリン酸濃度とその調節機構の解明―網羅的代謝物遺伝子発現解析―

研究課題

研究課題/領域番号 20K08256
研究機関大阪大学

研究代表者

窪田 拓生  大阪大学, 医学系研究科, 講師 (40629135)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード骨石灰化 / ピロリン酸 / リン
研究実績の概要

骨格の石灰化にはカルシウム、無機リン(Pi)、石灰化阻害物質のピロリン酸(PPi)が重要な役割を果たしているが、骨石灰化過程の調節機構は十分には明らかではない。アルカリホスファターゼ(ALP)に加えて、プリン作用性シグナル伝達経路など様々な分子が石灰化に関与している。また、骨石灰化に適切なPPi濃度、PPi/Pi比は明らかではなく、骨石灰化に関与する分子の全体像も解明されていない。低リン血症性くる病(XLH)モデルマウスや低ホスファターゼ症(HPP)の骨でPPiが増加しているとされているが、HPPの骨局所のPPi濃度、PPi/Pi比は明らかではない。さらに、骨石灰化の程度を反映するバイオマーカーや遺伝子発現プロファイルは存在しない。本研究では、骨石灰化に適切なPPi濃度、PPi/Pi比、骨石灰化関連新規物質、骨石灰化の程度を反映するバイオマーカーや遺伝子発現プロファイルを明らかにする。ヒト骨髄由来間葉系幹細胞を骨芽細胞分化培地を用いて培養したところ、骨芽細胞分化マーカーや石灰化関与分子マーカーの発現増加が見られ、石灰化も確認された。培養中のPi濃度を一定にするため、分化培地に含まれるβglyceroophosphate(βGP)に代わりNaPiも用いた。NaPi培地では、骨芽細胞分化マーカーや石灰化関与分子マーカーの発現上昇、ALP活性上昇、石灰化も認め、PPi濃度は低値であった。PPiを添加すると、用量依存的に石灰化が抑制され、Pi/PPi比、ALP活性の低下を認めた。また、ALPの発現調節機構の解明のため、ALP発現調節領域の緩みを検討するATAC-Seqを維持培地、分化培地、NaPi培地で実施した。同様の条件でRNA-sequencingを実施した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

COVID19の影響により、十分な実験時間を確保できなかった。ATAC-Seqを実施するための条件設定に時間を要した。

今後の研究の推進方策

石灰化に関連する培養液中PPi、Pi濃度やPi/PPi比を明らかにする。ATAC-SeqとRNA-sequencingの結果に基づいて、ALP遺伝子発現調節配列を明らかにし、骨石灰化の程度を反映するバイオマーカーや遺伝子発現を検討する。

次年度使用額が生じた理由

COVID19の影響で、実験を予定通り遂行できなかった。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Alkaline phosphatase in pediatric patients with genu varum caused by vitamin D-deficient rickets2021

    • 著者名/発表者名
      Mukai Masashi、Yamamoto Takehisa、Takeyari Shinji、Ohata Yasuhisa、Kitaoka Taichi、Kubota Takuo、Yamamoto Katsusuke、Kijima Eri、Hasegawa Yasuhiro、Michigami Toshimi、Ozono Keiichi
    • 雑誌名

      Endocrine Journal

      巻: Online ページ: Online

    • DOI

      10.1507/endocrj.EJ20-0622

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Neonatal cholestasis can be the first symptom of McCune-Albright syndrome: A case report2021

    • 著者名/発表者名
      Satomura Yoshinori、Bessho Kazuhiko、Kitaoka Taichi、Takeyari Shinji、Ohata Yasuhisa、Kubota Takuo、Ozono Keiichi
    • 雑誌名

      World Journal of Clinical Pediatrics

      巻: 10 ページ: 7~14

    • DOI

      10.5409/wjcp.v10.i2.7

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 4-Phenylbutyric acid enhances the mineralization of osteogenesis imperfecta iPSC-derived osteoblasts2021

    • 著者名/発表者名
      Takeyari Shinji、Kubota Takuo、Ohata Yasuhisa、Fujiwara Makoto、Kitaoka Taichi、Taga Yuki、Mizuno Kazunori、Ozono Keiichi
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 296 ページ: 100027~100027

    • DOI

      10.1074/jbc.RA120.014709

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Incidence rate of vitamin D deficiency and FGF23 levels in 12- to 13-year-old adolescents in Japan2020

    • 著者名/発表者名
      Koyama Satomi、Kubota Takuo、Naganuma Junko、Arisaka Osamu、Ozono Keiichi、Yoshihara Shigemi
    • 雑誌名

      Journal of Bone and Mineral Metabolism

      巻: Online ページ: Online

    • DOI

      10.1007/s00774-020-01173-3

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Long-term outcomes for Asian patients with X-linked hypophosphataemia: rationale and design of the SUNFLOWER longitudinal, observational cohort study2020

    • 著者名/発表者名
      Kubota Takuo、Fukumoto Seiji、Cheong Hae Il、Michigami Toshimi、Namba Noriyuki、Ito Nobuaki、Tokunaga Shin、Gibbs Yoshimi、Ozono Keiichi
    • 雑誌名

      BMJ Open

      巻: 10 ページ: e036367~e036367

    • DOI

      10.1136/bmjopen-2019-036367

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 成長曲線から見た骨疾患2020

    • 著者名/発表者名
      窪田拓生
    • 学会等名
      第123回 日本小児科学会学術集会
  • [学会発表] 小児とビタミンD2020

    • 著者名/発表者名
      窪田拓生
    • 学会等名
      第93回 日本内分泌学会学術集会
  • [学会発表] ビタミンD代謝と疾患2020

    • 著者名/発表者名
      窪田拓生
    • 学会等名
      2020年 日本小児内分泌学会特別学術集会
  • [学会発表] 骨系統疾患の診療<小児科の立場から>2020

    • 著者名/発表者名
      窪田拓生
    • 学会等名
      第6回 日本産科婦人科遺伝診療学会
  • [学会発表] パミドロン酸からゾレドロン酸に投与変更した小児骨疾患の検討2020

    • 著者名/発表者名
      中山尋文, 山田知絵子, 宮田 京, 中野由佳子, 山本賢一, 武鑓真司, 大幡泰久, 藤原誠北岡太一, 窪田拓生, 大薗恵一
    • 学会等名
      第93回 日本内分泌学会学術総会
  • [学会発表] Clinical, Biochemical and Genetic Study in Patients with Odontohypophosphatasia in Japan2020

    • 著者名/発表者名
      Kubota T, Ohata Y, Ishihara Y, Fujiwara M, Takeyari S, Yamamoto K, Nakano Y, Kitaoka T, Nakayama H, Yamada C, Ishimi T, Okawa R, Nakano K, Akiyama T, Kakimoto H, Araki S, Sano S, Ogata T, Ozono K.
    • 学会等名
      ASBMR 2020 Annual Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] 低リン血症性ビタミンD 抵抗性くる病/骨軟化症のアンケート調査と患者レジストリ2020

    • 著者名/発表者名
      窪田拓生, 中山尋文, 高谷里依子, 皆川真規, 井上大輔, 竹内靖博,福本誠二, 大薗恵一
    • 学会等名
      第38回 日本骨代謝学会
  • [学会発表] 家族歴を有し遺伝子診断されたX連鎖性低リン血症性骨軟化症の1例2020

    • 著者名/発表者名
      山田知絵子、窪田拓生、大幡泰久、北岡太一、大薗恵一
    • 学会等名
      臨床内分泌代謝UPDATE2020

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公開日: 2021-12-27  

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