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2022 年度 実施状況報告書

宇宙実験を利用した機械的ストレス応答マイクロRNAの同定と老化バイオマーカー開発

研究課題

研究課題/領域番号 21K19556
研究機関東京医科歯科大学

研究代表者

佐藤 信吾  東京医科歯科大学, 医学部附属病院, 講師 (40462220)

研究期間 (年度) 2021-07-09 – 2024-03-31
キーワード整形外科 / メカニカルストレス / 分泌型マイクロRNA / 宇宙実験
研究実績の概要

1)メカニカルストレス・重力の減少により発現が変動する血中分泌型マイクロRNA(以下miRNA)の同定:研究代表者らは、尾部懸垂や後肢の長期固定(不動化)により後肢へのメカニカルストレスを減少させ、後肢の骨量・筋量の減少を誘導できるマウスモデルを確立している。2021年度に引き続き、2022年度もこれらのマウスの血中miRNA網羅的発現解析によって得られたデータの分析を進め、メカニカルストレスの減少により発現が変動する血中分泌型miRNAを同定した。さらに研究代表者らは、宇宙航空研究開発機構(JAXA)と共同で、宇宙ステーション「きぼう」内の飼育装置で飼育されたマウスの血中miRNA網羅的発現解析を実施し、重力の減少により発現が変動する血中分泌型miRNAの同定に成功した。

2)メカニカルストレス・重力の増加により発現が変動する血中分泌型miRNAの同定:2021年度に引き続き、2022年度もJAXAの人工過重力環境飼育装置で飼育されたマウスの血中miRNA網羅的発現解析を実施し、メカニカルストレスの増加により発現が変動する血中分泌型miRNAを同定した。

3)同定したメカニカルストレス応答miRNAが老化を誘導するメカニズムの解明:研究代表者らは、100週齢の老齢マウスの血中miRNA網羅的発現解析をすでに実施し、個体の老化によって血液中の発現が増減する多数の分泌型miRNAを同定している。2022年度は、上記の1)および2)で得られたメカニカルストレス減少環境もしくは過重力環境で飼育されたマウスの血中miRNA発現プロファイルと比較することで、個体の老化を誘導しうるメカニカルストレス応答miRNAを計5種類同定した。また、これらのmiRNAが筋骨格系細胞(骨芽細胞、破骨細胞、筋芽細胞)の増殖能・分化能に与える影響を検討した。

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

JAXAと共同で実施する宇宙実験に遅れが生じたため。

今後の研究の推進方策

同定したメカニカルストレス応答miRNAが老化を誘導するメカニズムの解明:2022年度に引き続き、webでアクセス可能なデータベース等を利用して、同定したmiRNAの生体臓器に対する生理作用を検討する。また、同定したmiRNAが標的臓器の老化・機能低下に与える影響をin vitroならびにin vivo実験を通して明らかにする。

次年度使用額が生じた理由

JAXAと共同で実施する宇宙実験に遅れが生じ、計画していた全ての実験が2022年度内に完了しなかったため。2022年度の未使用額は、同定したmiRNAの生理作用解析に関する実験に使用される見込みである。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 3件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (2件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] l-Type amino acid transporter 1 in hypothalamic neurons in mice maintains energy and bone homeostasis2023

    • 著者名/発表者名
      Park G, Fukasawa K, Horie T, Masuo Y, Inaba Y, Tatsuno T, Yamada T, Tokumura K, Iwahashi S, Iezaki T, Kaneda K, Kato Y, Ishigaki Y, Mieda M, Tanaka T, Ogawa K, Ochi H, Sato S, Shi YB, Inoue H, Lee H, Hinoi E
    • 雑誌名

      JCI Insight

      巻: 8 ページ: e154925

    • DOI

      10.1172/jci.insight.154925

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Three-dimensional visualization of neural networks inside bone by Osteo-DISCO protocol and alteration of bone remodeling by surgical nerve ablation2023

    • 著者名/発表者名
      Utagawa Kurando、Shin Takaei、Yamada Hironori、Ochi Hiroki、Sunamura Satoko、Unno Aiko、Akazawa Chihiro、Ema Masatsugu、Takeda Shu、Okawa Atsushi、Sato Shingo
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 13 ページ: 4674

    • DOI

      10.1038/s41598-023-30492-4

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Erk5 in Bone Marrow Mesenchymal Stem Cells Regulates Bone Homeostasis by Preventing Osteogenesis in Adulthood2022

    • 著者名/発表者名
      Horie Tetsuhiro、Fukasawa Kazuya、Yamada Takanori、Mizuno Seiya、Iezaki Takashi、Tokumura Kazuya、Iwahashi Sayuki、Sakai Shiho、Suzuki Akane、Kubo Takuya、Osumi Ryoma、Tomizawa Akane、Ochi Hiroki、Sato Shingo、Kaneda Katsuyuki、Takahashi Satoru、Hinoi Eiichi
    • 雑誌名

      Stem Cells

      巻: 40 ページ: 411~422

    • DOI

      10.1093/stmcls/sxac011

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Foxf2 represses bone formation via Wnt2b/β-catenin signaling2022

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Tomoyuki、Takahashi Akira、Kobayashi Yutaka、Saito Masanori、Xiaolong Sun、Jingquan Chen、Ito Yoshiaki、Kato Tsuyoshi、Ochi Hiroki、Sato Shingo、Yoshii Toshitaka、Okawa Atsushi、Carlsson Peter、Inose Hiroyuki
    • 雑誌名

      Exp Mol Med

      巻: 54 ページ: 753~764

    • DOI

      10.1038/s12276-022-00779-z

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The role of CDK8 in mesenchymal stem cells in controlling osteoclastogenesis and bone homeostasis2022

    • 著者名/発表者名
      Yamada Takanori、Fukasawa Kazuya、Horie Tetsuhiro、Kadota Takuya、Lyu Jiajun、Tokumura Kazuya、Ochiai Shinsuke、Iwahashi Sayuki、Suzuki Akane、Park Gyujin、Ueda Rie、Yamamoto Megumi、Kitao Tatsuya、Shirahase Hiroaki、Ochi Hiroki、Sato Shingo、Iezaki Takashi、Hinoi Eiichi
    • 雑誌名

      Stem Cell Reports

      巻: 17 ページ: 1576~1588

    • DOI

      10.1016/j.stemcr.2022.06.001

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Transcriptional coregulator Ess2 controls survival of post-thymic CD4+ T cells through the Myc and IL-7 signaling pathways2022

    • 著者名/発表者名
      Takada Ichiro、Hidano Shinya、Takahashi Sayuri、Yanaka Kaori、Ogawa Hidesato、Tsuchiya Megumi、Yokoyama Atsushi、Sato Shingo、Ochi Hiroki、Nakagawa Tohru、Kobayashi Takashi、Nakagawa Shinichi、Makishima Makoto
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 298 ページ: 102342

    • DOI

      10.1016/j.jbc.2022.102342

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Identification of the Factor That Leads Human Mesenchymal Stem Cell Lines into Decellularized Bone2022

    • 著者名/発表者名
      Koyanagi Anri、Onishi Iichiroh、Muraoka Karin、Sato Ikue、Sato Shingo、Kimura Tsuyoshi、Kishida Akio、Yamamoto Kouhei、Kitagawa Masanobu、Kurata Morito
    • 雑誌名

      Bioengineering

      巻: 9 ページ: 490

    • DOI

      10.3390/bioengineering9100490

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 骨転移診療における骨修飾薬投与と非定型大腿骨骨折2022

    • 著者名/発表者名
      佐藤信吾, 加来拓実, 王耀東, 小柳広高, 船内雄生, 平井高志, 湯浅将人, 松倉遊, 吉井俊貴, 大川淳
    • 学会等名
      第95回日本整形外科学会学術総会
    • 招待講演
  • [学会発表] 骨転移に対する骨修飾薬投与は毎月必要か 骨代謝マーカーの動向から見えてきた新たな知見2022

    • 著者名/発表者名
      佐藤信吾, 船内雄生, 平井高志, 松倉遊, 本橋正隆, 辻野昭平, 大川淳
    • 学会等名
      第55回日本整形外科学会骨・軟部腫瘍学術集会

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公開日: 2023-12-25  

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