リンの感知と骨―腎機能的連関分子基盤の解析

2013 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 23591227
• 研究機関: 地方独立行政法人大阪府立病院機構大阪府立母子保健総合医療センター(研究所)
• 研究代表者: 道上 敏美 地方独立行政法人大阪府立病院機構大阪府立母子保健総合医療センター(研究所), 環境影響部門, 部長 (00301804)
• キーワード: 骨細胞 / リン代謝 / FGF23 / DMP1 / PHEX / FAM20C / ビタミンD

研究概要

骨細胞は骨芽細胞が骨基質に埋没し、最終分化に至った細胞であり、PHEX、FGF23、DMP1、FAM20Cなど種々の遺伝性低リン血症の責任分子を発現するところから、リン代謝において中心的な役割を担っている事が示唆されているが、その詳細は不明である。そこで、マウス骨から単離した初代骨細胞を用いて、リン代謝における骨細胞の役割について解析した。X連鎖性低リン血症性くる病のモデルでPhex遺伝子に欠失を有するHypマウス及び野性型マウス長管骨より骨芽細胞及び骨細胞を単離し、遺伝子発現を比較検討したところ、Hypマウスの細胞ではFgf23に加えてDmp1及びFam20cの発現が著明に増加していた。Hyp骨におけるFgf23、Dmp1及びFam20cの発現増加は、血清リン値の低下を認めない胎仔期より認められた。一方、ナトリウム／リン酸共輸送担体であるPit1については、胎仔期にはHyp骨と野生型骨との間で発現に差を認めなかったが、成獣マウス由来骨細胞においてはHypで発現が増加していたことから、出生後、母体からの供給の途絶により細胞外のリンのavailabilityが低下するのに伴い、代償的に発現が増加することが推察された。
さらに、野生型骨細胞をコラーゲンゲルに包埋し、24時間の活性型ビタミンD添加を行ったところ、Dmp1の発現が著明に抑制された。Fgf23の骨芽細胞における発現は活性型ビタミンDにより増加したが、骨細胞における発現は明確な変化を示さなかった。また、24時間の高濃度リン刺激により骨細胞におけるDmp1の発現が著明に増加したことから、骨細胞が細胞外無機リン酸濃度変化に応答性を示す事が示唆されたが、Fgf23やFam20cについて変化しなかった。このことから、リン負荷によるFgf23の発現誘導には時間を要する事が推察された。

研究成果

• [雑誌論文] Sympathetic activation induces skeletal Fgf23 expression in a circadian rhythm-dependent manner. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kawai M, Kinoshita S, Shimba S, Ozono K, Michigami T.
  • 雑誌名: J Biol Chem 巻: 289 ページ: 1457-1466
  • DOI: 10.1074/jbc.M113.500850
  • 査読あり
• [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: Jan 28 ページ: E-pub
  • DOI: 10.1002/jbmr.2186
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dysregulated gene expression in the primary osteoblasts and osteocytes isolated from hypophosphatemic Hyp mice. (2014)
  • 著者名/発表者名: Miyagawa K, Yamazaki M, Kawai M, Nishino J, Koshimizu T, Ohata Y, Tachikawa K, Mikuni-Takagaki Y, Kogo M, Ozono K, Michigami T
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 9 ページ: e93840
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0093840
  • 査読あり
• [雑誌論文] Extracellular phosphate as a signaling molecule (2013)
  • 著者名/発表者名: Michigami T
  • 雑誌名: Contrib Nephrol 巻: 180 ページ: 14-24
  • DOI: 10.1159/000346776
• [雑誌論文] Regulatory mechanisms for the development of growth plate cartilage (2013)
  • 著者名/発表者名: Michigami T
  • 雑誌名: Cell Mol Life Sci 巻: 70 ページ: 4213-4221
  • DOI: 10.1007/s00018-013-1346-9
  • 査読あり
• [学会発表] Fetal stage-specific mineral metabolism in Hyp mice is associated with effects of FGF23 on placenta. (2013)
  • 著者名/発表者名: Ohata Y, Yamazaki M, Kawai M, Tachikawa K, Koinuma T, Miyagawa K, Kimoto A, Nakayama M, Namba N, Yamamoto H, Ozono K, Michigami T
  • 学会等名: 35th Annual Meeting of the American Society for Bone and Mineral Research
  • 発表場所: Bartimore, USA
  • 年月日: 20131004-20131007
• [学会発表] Signaling of extracellular inorganic phosphate induces the expression of Dmp1 in osteoblast/osteocytes lineage cells via Na+/Pi Co-transporter and MEK/ERK pathway. (2013)
  • 著者名/発表者名: Nishino J, Miyagawa K, Kawai M, Yamazaki M, Tachikawa K, Mikuni-Takagaki Y, Kogo M, Ozono K, Michigami T.
  • 学会等名: 35th Annual Meeting of the American Society for Bone and Mineral Research
  • 発表場所: Bartimore, USA
  • 年月日: 20131004-20131007
• [学会発表] Sympathetic activation induces skeletal Fgf23 expression in a circadian rhythm dependent manner. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kawai M, Kinoshita S, Shimba S, Ozono K, Michigami T.
  • 学会等名: 35th Annual Meeting of the American Society for Bone and Mineral Research
  • 発表場所: Bartimore, USA
  • 年月日: 20131004-20131007
• [学会発表] 骨ミネラル代謝異常症の分子病態の解明をめざして
  • 著者名/発表者名: 道上敏美
  • 学会等名: 第31回日本骨代謝学会学術集会
  • 発表場所: 神戸
  • 招待講演
• [学会発表] 脂溶性ビタミン
  • 著者名/発表者名: 道上敏美
  • 学会等名: 第13回新生児栄養フォーラム
  • 発表場所: 東京
  • 招待講演