| 研究課題/領域番号 |
20K09432
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
堀家 なな緒 大阪大学, 生命機能研究科, 助教 (30589221)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | 軟骨 / 骨 / エネルギー代謝 / 生理活性物質 / 質量分析 / 血漿プロテオーム解析 |
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| 研究実績の概要 |
寿命の延伸が健康寿命の延伸に直結しないことは、超高齢社会において大きな問題となっている。加齢に伴う罹患疾患の増加により、疾患相互の影響を考慮する必要性がある。近年、代謝疾患と骨粗鬆症の関係については、多くの知見が集積され、世界的な注目を浴びているが、両者の関係は，糖尿病等の患者が高齢化しているため、より一層重要である。 骨や軟骨は、身体を支えたり、カルシウムを貯蔵するだけでなく、内分泌器官として機能する可能性がある。多臓器間をつなぐ骨、軟骨生理活性物質（以下新規生理活性物質）を同定することは、エネルギー代謝の恒常性維持に関わる新たな機能解明につながり、人類の健康に関わる大きな発見となる。 ヒトの全ての臓器は細胞を構成単位としており、細胞の増殖、修復、代謝、細胞間の情報交換の機能低下は、結果的に、疾病の発症や老化の大きな危険因子とな る。情報交換を担うのは、組織から分泌される「ホルモン」や「サイトカイン」などである。高齢者では、脳 、腎 、筋肉、骨、胸腺、褐色脂肪など多くの組織に退行性萎縮が見られ、これらの組織では細胞は減少して生理機能も低下している。この中でも骨は、加齢の影響を最も強く受ける組織である。さらに、食事 や運動、ホルモンにも影響を強く受ける。運動の中心的役割を担う器官である骨や骨格筋が 健康と深く係わる。習慣的な運動は種々のガンの発症リスクを減らし、筋肉、脂肪、肝 での代謝機能を亢進させる。 本研究では、ヒトiPS細胞由来軟骨組織を移植したマウスに様々な刺激をかけスクリーニングすることで、エネルギー代謝に重要な新規生理活性物質を軟骨・骨組織から同定することにある。
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| 現在までの達成度 (区分) |
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
昨年度は、SCIDマウスにヒトiPS細胞由来軟骨組織を移植し、レントゲンによる骨分化をモニタリングした。移植後3か月で十分に骨に分化しており、移植後9ヶ月の移植組織のHNA染色の結果、組織はヒト由 であることを確認した。
本年度は、SCIDマウスにヒトiPS細胞由来軟骨組織を移植し、移植マウスに高脂肪食を負荷、インスリン刺激、PTHrP製剤（テリパラチド）刺激を行い、血液サンプルを採取した。負荷刺激マウスと対照として移植無しのSCIDマウスの血漿をLCMS/MS 型質量分析装置にかけ、ヒトアミノ酸配列のデータベース上の遺伝子と一致するタンパク質を探索した。その結果、iPS細胞由来軟骨組織と分化した骨から約150種類のヒト特異的なアミノ酸配列を持つタンパク質を同定した。
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| 今後の研究の推進方策 |
軟骨・骨組織由来の新規分泌因子の中からエネルギー代謝を制御する新規生理活性物質の機能を解明する。まず、新規分泌因子の全長をクローニングし、抗体を作成する。新規分泌因子抗体を用いたELIZA法により、高脂肪食負荷、運動、インスリン刺激、チアゾリジン誘導体刺激によるマウス血漿中の新規分泌因子の量的変動をモニタリングする。 2型糖尿病ではAGE（advanced glycation end products；終末糖化 物）架橋の形成が増加しており、皮質骨での多孔性が存在し、骨芽細胞機能の低下を伴う骨リモデリングの低下などが2型糖尿病での骨脆弱性の原因である可能性がある。そこで、正常マウスと肥満/2型糖尿病モデルマウスの血漿中の新規分泌因子量を比較し、エネルギー代謝に関与する生理活性物質をスクリーニングし、エネルギー産生亢進の抗肥満 、糖尿病の創薬への応用を検討する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
本年度の主な支出は質量分析であり、新規物質の機能解析まで至らなかった。来年度は、新規物質の機能解析を実施するため遺伝子操作が必要となるため、かかる費用を来年度に繰り越したい。
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