新規ビタミンＫ２合成酵素（ＵＢＩＡＤ１）の遺伝子欠損動物の作出と表現型解析

2013 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 23390022
• 研究機関: 神戸薬科大学
• 研究代表者: 岡野 登志夫 神戸薬科大学, 薬学部, 教授 (20131542)
• 研究分担者: 中川 公恵 神戸薬科大学, 薬学部, 准教授 (90309435)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 遺伝子改変動物 / ビタミンＫ2 / 合成酵素 / ＵＢＩＡＤ1 / 全身性ノックアウト / コンディショナル・ノックアウト / 神経 / 骨

研究概要

平成25年度において、以下の研究成果を得ることができた。
１．全身性ubiad1遺伝子欠失マウスは全例が胎生致死であったため、ubiad1-/-ES細胞塊
を作製し、mRNAおよび蛋白レベルでubiad1が発現していないことを確認した。さらに、MK-4合成能を欠失し、一方、野生型と同程度のCoQ9/10合成能を保持していることを確認した。さらに、ubiad1+/-マウスの組織中MK-4濃度およびMK-4合成活性が野生型のほぼ半分に低下していることを確認した。
２．Ubiad1 flox/floxマウスとNestin-Cre発現マウスの交配により出生したNestin発現組織特異的ubiad1遺伝子欠失ホモマウス(Nestin-CKO)は、出生後12週齢で野生型に比べて体重、骨密度および筋肉量が有意に低かった。また、野生型に比べて水平棒・平行棒試験および自発的交替行動変化率は有意に低く、一方、自発行動量は有意に高く、不安定な情動行動を呈した。Nestinが高発現している中枢神経系で、ubiad1の遺伝子発現は殆ど認められなかった。Nestin-CKOの脳（大脳、小脳、中脳、間脳、延髄、嗅球）内MK-4濃度は野生型に比べて著しく低く、一方、CoQ9/10濃度に有意な差異は認められなかった。
３．Ubiad1 flox/floxマウスとOsterix-Cre発現マウスあるいはSynapsin-Cre発現マウスとの交配によりOsterix発現組織特異的ubiad1遺伝子欠失ホモマウス(Osterix-CKO)およびSynapsin発現組織特異的ubiad1遺伝子欠失ホモマウス(Synapsin-CKO)の作出に成功した。現在、詳細な表現型解析と神経組織および骨におけるMK-4合成能およびCoQ9/10合成能について検討している。

現在までの達成度 (区分)

理由

25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

25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] Elevated fibroblast growth factor 23 exerts its effects on placenta and regulates vitamin d metabolism in pregnancy of hyp mice. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ohata Y, Yamazaki M, Kawai M, Tsugawa N, Tachikawa K, Koinuma T, Miyagawa K, Kimoto A, Nakayama M, Namba N, Yamamoto H, Okano T, Ozono K, Michigami T.
  • 雑誌名: J Bone Miner Res 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: 10.1002/jbmr.2186. [Epub ahead of print]
  • 査読あり
• [雑誌論文] Liver-specific γ-glutamyl carboxylase-deficient mice display bleeding diathesis and short life span. (2014)
  • 著者名/発表者名: K Azuma, T Tsukui,K Ikeda, S Shiba, K Nakagawa, T Okano, T Urano, K Horie-Inoue, Y Ouchi, M Ikawa, S Inoue.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 9(2) ページ: e88643
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0088643. eCollection 2014.
  • 査読あり
• [雑誌論文] 血中低カルボキシル化 Matrix Gla Protein（ucMGP）濃度測定法の開発と血管のビタミン K 栄養評価における有用性の検討 (2014)
  • 著者名/発表者名: 津川 尚子，金森 健悟，澤田 夏美，高瀬 友貴，中山 智恵，藤田 朋子，井上 玲香，金月 真央，内野 由理，白木 正孝，岡野 登志夫
  • 雑誌名: ビタミン 巻: 88 (3) ページ: 139-144
• [雑誌論文] The UBIAD1 prenyltransferase links menaquione-4 synthesis to cholesterol metabolic enzymes. (2013)
  • 著者名/発表者名: Nickerson ML, Bosley AD, Weiss JS, Kostiha BN, Hirota Y, Brandt W, Esposito D, Kinoshita S, Wessjohann L, Morham SG, Andresson T, Kruth HS, Okano T, Dean M.
  • 雑誌名: Hum Mutat. 巻: 34(2) ページ: 317-329
  • DOI: 10.1002/humu.22230. Epub 2012 Nov 27.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dietary Reference Intakes for Japanese 2010: fat-soluble vitamins. (2013)
  • 著者名/発表者名: Tanaka K,Terao J,Shidoji Y,Tamai H,Imai E,Okano T.
  • 雑誌名: J Nutr Sci Vitaminol 巻: 59 ページ: S57-S66
  • DOI: 10.3177/jnsv.59.S57
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of gamma-glutamyl carboxylase gene polymorphism (R325Q) on the association between dietary vitamin K intake and gamma-carboxylation of osteocalcin in young adults. (2013)
  • 著者名/発表者名: Haraikawa M, Tsugawa N, Sogabe N, Tanabe R, Kawamura Y, Okano T, Hosoi T, Goseki-Sone M
  • 雑誌名: Asia Pac J Clin Nutr 巻: 22(4) ページ: 646-654
  • DOI: 10.6133/apjcn.2013.22.4.01.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Menadione (vitamin K3) is a catabolic product of oral phylloquinone (vitamin K1) in the intestine and a circulating precursor of tissue menaquinone-4 (vitamin K2) in rats. (2013)
  • 著者名/発表者名: Hirota Y, Tsugawa N, Nakagawa K, Suhara Y, Tanaka K, Uchino Y, Takeuchi A, Sawada N, Kamao M, Wada A, Okitsu T, Okano T.
  • 雑誌名: J Biol Chem 巻: 288(46) ページ: 33071-33080
  • DOI: 10.1074/jbc.M113.477356. Epub 2013 Sep 30.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cytochrome P450-Dependent Catabolism of vitamin K:ω-hydroxylation catalyzed by human CYP4F2 and CYP4F11. (2013)
  • 著者名/発表者名: Edson KZ, Prasad B, Unadkat JD, Suhara Y, Okano T, Guengerich FP, Rettie AE.
  • 雑誌名: Biochemistry 巻: 52(46) ページ: 8276-8285
  • DOI: 10.1021/bi401208m. Epub 2013 Nov 7.
  • 査読あり
• [雑誌論文] 第14回日本骨粗鬆症学会 シンポジウム8 骨折危険因子：ビタミンDをめぐる知見 ビタミンD代謝からみたビタミンD不足 (2013)
  • 著者名/発表者名: 津川 尚子 岡野登志夫
  • 雑誌名: Osteoporosis Japan 巻: 21(2) ページ: 39-42
• [雑誌論文] ビタミンKの生体内活性化とその意義 (2013)
  • 著者名/発表者名: 中川公恵
  • 雑誌名: YAKUGAKU ZASSHI 巻: 133(12) ページ: 1337-1341
  • DOI: 10.1248/yakushi.13-00228-1
• [学会発表] Gene structure analysis of a novel human menaquinone-4 biosynthetic enzyme UBIAD1 that regulates osteoblast function
  • 著者名/発表者名: Okano T
  • 学会等名: ECCEo13-IOF European Congress on Osteoporosis and Osteoarthritis
  • 発表場所: Rome(Italy)
• [学会発表] 妊娠・授乳期のビタミンD栄養～SKY(Sakado,Kobe,Yokohma)pregnant cohort study～
  • 著者名/発表者名: 善方裕美、津川尚子、渡邉優奈、吉崎敦雄、野村可之、菊地律子、茶木修、榊原秀也、平原史樹、上西一弘、岡野登志夫
  • 学会等名: 第86回日本内分泌学会学術総会
  • 発表場所: 仙台国際センター（宮城）
• [学会発表] ビタミンK2生合成酵素UBIAD1の神経細胞分化調節作用
  • 著者名/発表者名: 中川公恵、田代紘章、佐々木 彩、廣田佳久、須原義智、岡野登志夫
  • 学会等名: 日本ビタミン学会第６５回大会
  • 発表場所: 一橋大学一橋講堂（東京）
• [学会発表] 培養細胞におけるメナジオン（ビタミンK3）とその抱合体の生成
  • 著者名/発表者名: 鎌尾まや、岡野登志夫
  • 学会等名: 日本ビタミン学会第６５回大会
  • 発表場所: 一橋大学一橋講堂（東京）
• [学会発表] ビタミンD受容体遺伝子欠損マウスにおける心血管機能関連遺伝子の発現
  • 著者名/発表者名: 津川尚子、田邉はるか、安福良太、岡野登志夫
  • 学会等名: 日本ビタミン学会第６５回大会
  • 発表場所: 一橋大学一橋講堂（東京）
• [学会発表] 妊娠および周産期女性のビタミンK必要量の評価
  • 著者名/発表者名: 内野由理、津川尚子、善方裕美、平原史樹、上西一弘、中川公恵、岡野登志夫
  • 学会等名: 日本ビタミン学会第６５回大会
  • 発表場所: 一橋大学一橋講堂（東京）
• [学会発表] 異所性石灰化モデルラットにおけるマトリックスグラタンパク質（MGP）の発現解析
  • 著者名/発表者名: 津川尚子、桜井晴奈、春日哲史、岡野登志夫
  • 学会等名: 第30回日本骨代謝学会
  • 発表場所: 神戸コンベンションセンター（兵庫）
• [学会発表] メナキノン-4生合成酵素UBIAD1の構造機能解析
  • 著者名/発表者名: 中川公恵
  • 学会等名: Vitamin K Forum in Kobe
  • 発表場所: クオリティホテル神戸
• [学会発表] ビタミンDは骨で何をしているのか？～ビタミンDを巡る新たな骨粗鬆症予防・治療戦略～
  • 著者名/発表者名: 岡野登志夫
  • 学会等名: 第45回京都ききょう会生涯研修会
  • 発表場所: メルパルク京都(京都)
  • 招待講演
• [学会発表] なぜ、骨粗鬆症の予防と治療にビタミンＤが重要といえるのか？～新たな知見と考え方～
  • 著者名/発表者名: 岡野登志夫
  • 学会等名: 神戸市北区整形外科医会
  • 発表場所: 神戸
  • 招待講演
• [学会発表] ビタミンDおよびビタミンKの新たな作用メカニズム
  • 著者名/発表者名: 岡野登志夫
  • 学会等名: 第28回ROD-21研究会
  • 発表場所: ホテル阪急エキスポパーク(大阪)
  • 招待講演
• [学会発表] ビタミンK類縁体のMenaquinone-4への変換過程におけるビタミンK3（Menadione）およびその抱合体の産生
  • 著者名/発表者名: 鎌尾まや，濱名哲大，乾 瑞紗，須原義智，岡野登志夫
  • 学会等名: フォーラム2013 衛生薬学・環境トキシコロジー
  • 発表場所: 九州大学医学部 百年講堂
• [学会発表] ビタミンKの生合成と生理機能：新たな展開
  • 著者名/発表者名: 岡野登志夫
  • 学会等名: フォーラム2013 衛生薬学・環境トキシコロジー
  • 発表場所: 九州大学医学部 百年講堂
  • 招待講演
• [学会発表] Plasma Concentration and Expression of Matrix Gla Protein (MGP) in Ectopic Calcification Model Rats
  • 著者名/発表者名: Tsugawa N, Sakurai H, Kasuga T, Okano T.
  • 学会等名: 2013 Annual Meeting of the American Society for Bone and Mineral Research
  • 発表場所: Baltimore Convention Center in Baltimore, Maryland, USA.
• [学会発表] Accumulation of Menaqunone-4 in the Bones of Mice Orally Given K vitamers and Its Biological Activity in Osteoblasts.
  • 著者名/発表者名: Nakagawa K, Suhara Y, Okano T.
  • 学会等名: 2013 Annual Meeting of the American Society for Bone and Mineral Research
  • 発表場所: Baltimore Convention Center in Baltimore, Maryland, USA.
• [学会発表] Effect of Vitamin D Receptor Gene Polymorphism on Associations between Serum 25-hydroxyvitamin D and Biochemical parameters in Young Adults
  • 著者名/発表者名: Tanabe R, Kawamura Y, Tsugawa N, Goseki-Sone M, Haraikawa M, Okano T, Sogabe N, Hosoi T.
  • 学会等名: 2013 Annual Meeting of the American Society for Bone and Mineral Research
  • 発表場所: Baltimore Convention Center in Baltimore, Maryland, USA.
• [学会発表] Expression of Cardiovascular System-Related Genes in Vitamin D Receptor Knockout Mice
  • 著者名/発表者名: Okano T.
  • 学会等名: 2013 Annual Meeting of the American Society for Bone and Mineral Research
  • 発表場所: Baltimore Convention Center in Baltimore, Maryland, USA.
• [学会発表] 高齢女性における血圧と血中25-Hydroxyvitamin D濃度の関係
  • 著者名/発表者名: 津川尚子、白木正孝、内野由理、岡野登志夫
  • 学会等名: 第15回日本骨粗鬆症学会
  • 発表場所: 大阪国際会議場(大阪）
• [学会発表] 新規ヒト膜結合型ビタミンK合成酵素UBIAD1の構造と機能
  • 著者名/発表者名: 岡野登志夫
  • 学会等名: 第52回日本薬学会東北支部大会
  • 発表場所: 東北大学川内北キャンパス（仙台）
  • 招待講演
• [図書] ビタミンDと疾患 改訂版 －基礎の理解と臨床への応用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 岡野登志夫，津川尚子，中川公恵
  • 総ページ数: 248(16-21,48-59,109-116,130-138)
  • 出版者: 医薬ジャーナル社
• [図書] 副甲状腺・骨代謝疾患診療マニュアル (2013)
  • 著者名/発表者名: 岡野登志夫
  • 総ページ数: 210(13-15)
  • 出版者: 診断と診療社
• [図書] CKD-MBDハンドブック2ndEdition (2013)
  • 著者名/発表者名: 岡野登志夫
  • 総ページ数: 320(46-52)
  • 出版者: 日本メディカルセンター