骨細胞機能障害の解析と治療ターゲットの探索ー遺伝性骨疾患を対象としてー

2023 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 21H02881
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 大薗 恵一 大阪大学, 大学院連合小児発達学研究科, 招へい教授 (20270770)
• 研究分担者: 道上 敏美 地方独立行政法人大阪府立病院機構大阪母子医療センター(研究所), 骨発育疾患研究部門, 部長 (00301804) ; 窪田 拓生 大阪大学, 大学院医学系研究科, 准教授 (40629135) ; 大幡 泰久 大阪大学, 大学院医学系研究科, 助教 (20805460)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: 骨細胞 / 骨形成不全症 / 低リン血症性くる病 / 骨系統疾患 / 遺伝子発現 / 骨折

研究実績の概要

骨形成不全症(OI)モデルマウス(Col1a1G821S/－)の解析：野生型（WT）、ヘテロ接合体（HT）のマウスを3か月齢まで飼育し表現型を確認した。治療群（4 -PBA）、プラセボ（P）群（水）の4 群に分け4 -12週齢に投与し、体長、体重、骨折数、μCTおよび、3点曲げ試験で評価した。雌雄共にHTはWTと比べ12週齢時の体重減少を認め、μCTで、脊椎および大腿骨海綿骨で骨量、骨梁幅、骨梁数の低下と、骨梁間隙の増加を認めた。大腿骨皮質骨面積の低下を認めた。3点曲げ試験では、破断変位と破断エネルギーに差を認めた。骨折はHTで1匹のみに認めた。4-PBA投与実験ではHT雌でP群に比して治療群で体長と体重の改善を認めた（体長105.8％、体重103.3％）。全群で骨折はなかった。HTの治療群はP群に比して雌で大腿骨海綿骨の骨量、骨梁幅、骨梁数に増加傾向、骨梁間隙の低下傾向を認め、雄では骨量、骨梁数の増加、骨梁間隙の低下傾向を認めた。3点曲げ試験では治療による改善を認めなかった。
低リン血症性くる病（XLH)モデルHypマウス20匹前後から単離した細胞を1サンプルとし、Hypマウス、WTマウスそれぞれ３サンプルずつ調製して、bulkのRNA-seqにより網羅的に遺伝子発現解析を行った。主成分分析の結果から、Hyp骨細胞と、WT骨細胞との間で、遺伝子発現が大きく異なっていること、各群ではサンプル間でよく類似していることが確認された。また、Hypの骨細胞で発現が増加していた遺伝子が1904、発現が減少していた遺伝子が654検出された。Hyp骨細胞で発現が増加していた遺伝子群においてGene Ontology解析を行った際には、Skeletal system developmentなど、骨格形成や細胞外基質などに関わるtermが上がった。OI, XLHの遺伝子診断を20例行った。

現在までの達成度 (段落)

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Complex intrinsic abnormalities in osteoblast lineage cells of X-linked hypophosphatemia: Analysis of human iPS cell models generated by CRISPR/Cas9-mediated gene ablation (2024)
  • 著者名/発表者名: Nakanishi Tatsuro、Yamazaki Miwa、Tachikawa Kanako、Ueta Ayu、Kawai Masanobu、Ozono Keiichi、Michigami Toshimi
  • 雑誌名: Bone 巻: 181 ページ: 117044～117044
  • DOI: 10.1016/j.bone.2024.117044
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Association of trabecular bone score and bone mineral apparent density with the severity of bone fragility in children and adolescents with osteogenesis imperfecta: A cross-sectional study (2023)
  • 著者名/発表者名: Ohata Yasuhisa、Kitaoka Taichi、Ishimi Takeshi、Yamada Chieko、Nakano Yukako、Yamamoto Kenichi、Takeyari Shinji、Nakayama Hirofumi、Fujiwara Makoto、Kubota Takuo、Ozono Keiichi
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 18 ページ: -
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0290812
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Self-Administration of Burosumab in Children and Adults with X-Linked Hypophosphataemia in Two Open-Label, Single-Arm Clinical Studies (2023)
  • 著者名/発表者名: Kubota Takuo、Namba Noriyuki、Tanaka Hiroyuki、Muroya Koji、Imanishi Yasuo、Takeuchi Yasuhiro、Kanematsu Masanori、Sun Wei、Seino Yoshiki、Ozono Keiichi
  • 雑誌名: Advances in Therapy 巻: 40 ページ: 1530～1545
  • DOI: 10.1007/s12325-022-02412-x
  • 査読あり
• [学会発表] 骨形成不全症（Osteogenesis imperfecta:OI）の疾患モデルマウスの作出と、 4-PBA（4-Phenylbutyric acid）の治療効果に対する検討 (2023)
  • 著者名/発表者名: 齋藤広幸
  • 学会等名: 第26回 小児分子内分泌研究会
• [学会発表] Clinical Features of FGF23-Related Hypophosphatemic Rickets/Osteomalacia: A Multicenter National Survey in Japan (2023)
  • 著者名/発表者名: Makoto Fujiwara, Taichi Kitaoka, Yasuhisa Ohata, Hirofumi Nakayama, Yukako Nakano, Kenichi Yamamoto, Hiroyuki Saito, Chieko Yamada, Takeshi Ishimi, Ikumi Ueda, Tatsuya Nakamichi, Rieko Takatani, Masanori Minagawa, Inoue Daisuke, Yasuhiro Takeuchi, Seiji Fukumoto, Takashi Akamizu, Keiichi Ozono, and Takuo Kubota
  • 学会等名: ASBMR 2023 Annual Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] 当科XLH患者に対するブロスマブ治療長期効果の検討 (2023)
  • 著者名/発表者名: 大幡泰久, 山田知絵子, 中野由佳子, 山本賢一, 武鑓真司, 藤原誠, 北岡太一, 窪田拓生, 大薗恵一
  • 学会等名: 第96回日本内分泌学会学術総会
• [学会発表] 本邦における FGF23 関連低リン血症性くる病・骨軟化症患者の臨床像の解析 (2023)
  • 著者名/発表者名: 藤原誠, 石見壮史, 山田知絵子, 武鑓真司, 山本賢一, 中野由佳子, 中山尋文, 大幡泰久, 北岡太一, 窪田拓生, 大薗恵一
  • 学会等名: 第41回 日本骨代謝学会学術集会