骨代謝バランスとその破綻～ｐＨ受容体欠損マウスを用いた解析

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24591349
• 研究機関: 群馬大学
• 研究代表者: 茂木 千尋 群馬大学, 生体調節研究所, 助教 (00375528)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: pH / 破骨細胞 / 骨芽細胞 / 関節炎

研究実績の概要

骨量は骨形成と骨吸収のバランスによって調節されており、ホルモンやサイトカインなど細胞外の要因に影響される。骨代謝において酸性条件下では骨吸収が亢進するといわれていたものの、その具体的な分子機構やシグナルについては明らかではなかった。そこで低pH を感知する4 種類のpH 受容体（OGR1 (ovarian cancer G-protein-coupled receptor 1)、TDAG8 (T-cell death-associated gene 8)、GPR4、G2A）が骨芽細胞、破骨細胞に発現していることに着目し、骨代謝バランスの崩れにおけるpH受容体 の役割を明らかにすること試みた。またその病態モデルとして炎症細胞の集積により酸性化が起こっていると想定される関節炎について調べた。
ノックアウトマウス長骨をpQCT 骨密度測定装置により骨密度を測定した。雌性OGR1 ノックアウトマウスは骨密度が高かったのに対し、雄性では同様の傾向ながら有意差はみられなかった。ノックアウトマウス脛骨を用いた骨形態計測の結果も骨芽細胞、破骨細胞機能とOGR1の関係を示唆した。個体での解析結果を踏まえて、OGR1ノックアウトマウス骨髄から破骨細胞を作成した。細胞外のpHを酸性にした時の破骨細胞分化についても実験を行った。M-CSF、RANKLにより誘導される破骨細胞分化を、破骨細胞のマーカーとしてTRAP（酒石酸耐性酸ホスファターゼ）陽性であることと多核形成を基準として評価した。酸性環境は破骨細胞の分化と吸収能（骨吸収窩の面積）を促進した。破骨細胞分化にはOGR1の発現が伴った。
コラーゲン誘導関節炎モデルはC57BL/6系統では誘導効率が悪くノックアウトの影響を見ることが困難であったため、抗コラーゲン抗体関節炎モデルにより増悪度をスコアリングにより評価した。

研究成果

• [雑誌論文] Two zebrafish G2A homologs activate multiple intracellular signaling pathways in acidic environment. (2016)
  • 著者名/発表者名: Ichijo Y, Mochimaru Y, Azuma M, Satou K, Negishi J, Nakakura T, Oshima N, Mogi C, Sato K, Matsuda K, Okajima F, Tomura H.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun. 巻: 469 ページ: 81-6
  • DOI: 10.1016/j.bbrc
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Protective Role of Proton-Sensing TDAG8 in Lipopolysaccharide-Induced Acute Lung Injury. (2015)
  • 著者名/発表者名: Tsurumaki H, Mogi C, Aoki-Saito H, Tobo M, Kamide Y, Yatomi M, Sato K, Dobashi K, Ishizuka T, Hisada T, Yamada M, Okajima F.
  • 雑誌名: Int J Mol Sci. 巻: 16 ページ: 28931-42
  • DOI: 10.3390/ijms161226145
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Acidic environment augments FcεRI-mediated production of IL-6 and IL-13 in mast cells. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kamide Y, Ishizuka T, Tobo M, Tsurumaki H, Aoki H, Mogi C, Nakakura T, Yatomi M, Ono A, Koga Y, Sato K, Hisada T, Dobashi K, Yamada M, Okajima F.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 巻: 464 ページ: 949-55
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2015.07.077
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Characterization of Imidazopyridine Compounds as Negative Allosteric Modulators of Proton-Sensing GPR4 in Extracellular Acidification-Induced Responses. (2015)
  • 著者名/発表者名: Tobo A, Tobo M, Nakakura T, Ebara M, Tomura H, Mogi C, Im DS, Murata N, Kuwabara A, Ito S, Fukuda H, Arisawa M, Shuto S, Nakaya M, Kurose H, Sato K, Okajima F.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 10 ページ: e0129334
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0129334
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [備考] シグナル伝達グループ
  • URL: http://signal-transduction.imcr.gunma-u.ac.jp/