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2023 年度 実績報告書

エストロゲンを基軸にしたサルコペニア・骨粗鬆症併発における筋骨連関メカニズム解明

研究課題

研究課題/領域番号 22H03203
配分区分補助金
研究機関愛媛大学

研究代表者

今井 祐記  愛媛大学, プロテオサイエンスセンター, 教授 (10423873)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2026-03-31
キーワードエストロゲン / 骨格筋 / 間葉系前駆細胞 / 骨代謝
研究実績の概要

骨粗鬆症とサルコペニアは加齢とともに増加し、高齢サルコペニア患者の約60%に骨粗鬆症が併発する。近年、筋骨連関の作用が注目されているが、骨粗鬆症とサルコペニアの併発がどのように関連するかの詳細なメカニズムは未だ不明である。そこで筋骨連関メカニズム解明のため、ヒト骨格筋を用いてsingle cell RNA-seqを実施し、Linkage Disequilibrium Score Regression Analysisを実施した。その結果、骨格筋の間質に存在する間葉系前駆細胞であるPDGFRalpha陽性 (Pa+) 細胞の遺伝子発現プロファイルが、筋力のみならず骨密度と有意な相関を示した。さらに、その発現制御にエストロゲン受容体a (ERa) の関与が示唆された。これらより、Pα+細胞におけるエストロゲンシグナル欠乏が骨粗鬆症とサルコペニアの併発を誘因するという仮説を立て、Pa+細胞特異的ERa欠損雌マウスの骨および骨格筋の表現型解析を行った。Pa-CreER マウスとERa floxマウスとの交配によりPa+細胞特異的ERa欠損マウス (Pa-CreER;ERaf/f; cKO) を作出し、11-12週齢時にタモキシフェンを投与し、23週齢にて解析した。体重、子宮重量、脂肪重量、骨格筋重量および握力は群間で差を認めなかったが、大腿骨遠位部骨密度は、対照群と比較してcKOで有意な低下を認めた。マイクロCTによる骨構造解析では、海綿骨のパラメータには差を認めなかったが、大腿骨遠位成長軟骨板直下の皮質骨幅がcKOで有意に低下していた。骨形態計測では、cKOの皮質骨における骨形成率や破骨細胞数の有意な増加による高回転型骨代謝を認めた

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

Pa+細胞特異的ERa欠損マウスが、体重、子宮重量、脂肪重量、骨格筋重量および握力は群間で差を認めなかったが、大腿骨遠位部骨密度は、対照群と比較してcKOで有意な低下を認めた。また、マイクロCTによる骨構造解析では、海綿骨のパラメータには差を認めなかったが、大腿骨遠位成長軟骨板直下の皮質骨幅がcKOで有意に低下していた。

今後の研究の推進方策

今回の骨密度低下メカニズムを明らかにするため、骨格筋および骨組織からPα+細胞を単離し、RNA-seqによるエストロゲンシグナル解析を実施し、標的遺伝子による骨代謝調節メカニズムを明らかにする。

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2024 2023 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 5件、 招待講演 6件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] Bar-Ilan University(イスラエル)

    • 国名
      イスラエル
    • 外国機関名
      Bar-Ilan University
  • [雑誌論文] Cell-specific functions of androgen receptor in skeletal muscles2024

    • 著者名/発表者名
      Sakai Hiroshi、Imai Yuuki
    • 雑誌名

      Endocrine Journal

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1507/endocrj.EJ23-0691

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The H3K9 demethylase plant homeodomain finger protein 2 regulates interleukin 4 production in CD4+ T cells2024

    • 著者名/発表者名
      Arakawa Yuya、Tano Yuzuki、Fujii Moe、Imai Yuuki、Norimatsu Yoshiaki、Yasukawa Masaki、Watanabe Mikio、Yamada Takeshi
    • 雑誌名

      Cytokine

      巻: 175 ページ: 156506~156506

    • DOI

      10.1016/j.cyto.2024.156506

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Centrosome clustering control in osteoclasts through CCR5-mediated signaling2023

    • 著者名/発表者名
      Lee Ji-Won、Lee In-Hee、Watanabe Haruhisa、Liu Yunqing、Sawada Kazuaki、Maekawa Masashi、Uehara Shunsuke、Kobayashi Yasuhiro、Imai Yuuki、Kong Sek Won、Iimura Tadahiro
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 13 ページ: -

    • DOI

      10.1038/s41598-023-48140-2

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Establishment of a uniform histological evaluation method for early stage osteophytes in the destabilization of the medial meniscus mouse model2023

    • 著者名/発表者名
      Jono Akihiro、Yanagihara Yuta、Kinoshita Tomofumi、Takao Masaki、Imai Yuuki
    • 雑誌名

      Osteoarthritis and Cartilage Open

      巻: 5 ページ: 100409~100409

    • DOI

      10.1016/j.ocarto.2023.100409

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Lenalidomide derivatives and proteolysis-targeting chimeras for controlling neosubstrate degradation2023

    • 著者名/発表者名
      Yamanaka Satoshi、Furihata Hirotake、Yanagihara Yuta、Taya Akihito、Nagasaka Takato、Usui Mai、Nagaoka Koya、Shoya Yuki、Nishino Kohei、Yoshida Shuhei、Kosako Hidetaka、Tanokura Masaru、Miyakawa Takuya、Imai Yuuki、Shibata Norio、Sawasaki Tatsuya
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 14 ページ: -

    • DOI

      10.1038/s41467-023-40385-9

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Crosstalk between synovial macrophages and fibroblasts in rheumatoid arthritis.2023

    • 著者名/発表者名
      Noritaka Saeki、Yuuki Imai
    • 雑誌名

      Histol Histopathol.

      巻: 38 ページ: 1231-1238

    • DOI

      10.14670/HH-18-628

    • 査読あり
  • [学会発表] Estrogen for osteoporosis and androgen for sarcopenia2023

    • 著者名/発表者名
      Yuuki Imai
    • 学会等名
      26th Korean Androgen Research Society Symposium
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Maintenance DNA methylation in skeletal muscle regeneration2023

    • 著者名/発表者名
      Yuuki Imai
    • 学会等名
      The American Society for Bone and Mineral Research 2023 Annual Meeting
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Estrogen for bone & androgen for muscle2023

    • 著者名/発表者名
      Yuuki Imai
    • 学会等名
      The 5th International Congress of Osteoporosis (ICO 2023 Seoul)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] DNA methylation determines bone length through growth plate mineralization by regulating chondrocyte energy metabolism2023

    • 著者名/発表者名
      Yuta Yanagihara, Masatomo Takahashi, Yoshihiro Izumi, Takeshi Bamba, Yuuki Imai
    • 学会等名
      The American Society for Bone and Mineral Research 2023 Annual Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] ERα signaling in resident synovial macrophages promotes inflammatory arthritis via the activation of cellular metabolism.2023

    • 著者名/発表者名
      Noritaka Saeki, Yuuki Imai
    • 学会等名
      The American Society for Bone and Mineral Research 2023 Annual Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] 骨格筋制御におけるアンドロゲンの役割2023

    • 著者名/発表者名
      今井祐記
    • 学会等名
      第96回日本内分泌学会学術総会
    • 招待講演
  • [学会発表] ゲノムワイド統合解析を応用した骨基礎研究2023

    • 著者名/発表者名
      今井祐記
    • 学会等名
      第43回日本骨形態計測学会
    • 招待講演
  • [学会発表] DNA 維持メチル化による骨格筋再生制御2023

    • 著者名/発表者名
      今井祐記
    • 学会等名
      第41回日本骨代謝学会学術集会
    • 招待講演
  • [備考] 愛媛大学プロテオサイエンスセンター病態生理解析部門

    • URL

      https://www.m.ehime-u.ac.jp/school/imailab

  • [備考] 愛媛大学プロテオサイエンスセンター

    • URL

      https://www.pros.ehime-u.ac.jp

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公開日: 2024-12-25  

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