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2013 年度 実施状況報告書

骨代謝における転写因子NFATc1を制御する新規メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 24592821
研究機関松本歯科大学

研究代表者

山下 照仁  松本歯科大学, 総合歯科医学研究所, 准教授 (90302893)

研究分担者 二宮 禎  松本歯科大学, 総合歯科医学研究所, 講師 (00360222)
高橋 直之  松本歯科大学, 総合歯科医学研究所, 教授 (90119222)
キーワード破骨細胞 / 転写因子 / 骨吸収
研究概要

破骨細胞分化を抑制するアルクチゲニンを用い、NFATc1が関わる細胞内シグナルについて解析し、以下の成果を得た。
1.前年度に見出したアルクチゲニンによるNFATc1のリン酸化修飾の減少とそのリン酸化部位の解析結果から、9種類のリン酸化修飾模倣型NFATc1を作成した。これらの変異型NFATc1をレトロウイルス遺伝子導入法を用いて破骨細胞前駆細胞に発現させ、破骨細胞分化を検討した。いずれの変異型NFATc1も、アルクチゲニンによる分化抑制を回復することができなかった。また、恒常活性型NFATc1も、アルクチゲニンによる抑制を解除することができなかった。
2.NFATc1を必須とする細胞系譜に対するアルクチゲニンの影響:リンパ細胞におけるアルクチゲニンの作用を解析するために、脾臓由来のT細胞前駆細胞を用いてNFATc1のリン酸化状態や標的遺伝子の発現を検討した。イオノマイシンおよびTPA刺激によるT細胞分化はアルクチゲニンによって阻害されなかった。また、NFATc1のリン酸化状態には差がなかった。さらに、活性型T細胞の指標であり、NFATc1の標的であるIL-2やGM-CSFなどの遺伝子発現は、アルクチゲニンによって抑制されなかった。これまでの結果から、破骨細胞分化を抑制する濃度のアルクチゲニンは、他のNFATc1発現細胞に対して悪影響を与えないことが示唆された。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

NFATc1のリン酸化修飾に対してアルクチゲニンが作用しているという仮説に基づきリン酸化を模倣した変異型NFATc1を作成したものの、アルクチゲニンによる抑制効果を解除するには至らなかった。NFATc1は高度にリン酸化されていることから、これらの模倣変異を組み合わせることが必要である。また、T細胞の分化におけるアルクチゲニンの影響は遺伝子発現レベルでは認められないことが判った。

今後の研究の推進方策

これまでに、NFATc1上のアルクチゲニン標的部位候補に変異を導入して解析してきた。ひとつずつの変異体の解析では、分化抑制の解除に至らないことから、いくつかの変異の組合せを今後行なう予定である。また、骨芽細胞や免疫細胞など、NFATc1を必要とする細胞において、アルクチゲニンは分化抑制などの影響を与えなかった。今後は破骨細胞と起源を同じくする樹状細胞における分化およびその細胞系譜の振り分けに対する作用も明らかにしたい。また、NFATc1の活性制御にはカルシウムシグナルが関与している。カルシウムオシレーションに対するアルクチゲニンの影響を破骨細胞で解析する予定である。

次年度の研究費の使用計画

繰越金は物品の値引き等により発生した。
申請した助成金とあわせて、次年度の実験用試薬などの消耗品の購入に使用する。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2014 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Arctigenin Inhibits Osteoclast Differentiation and Function by Suppressing Both Calcineurin-Dependent and Osteoblastic Cell-Dependent NFATc1 Pathways.2014

    • 著者名/発表者名
      Yamashita T, Uehara S, Udagawa N, Li F, Kadota S, Esumi H, Kobayashi Y and Takahashi N
    • 雑誌名

      PLoS ONE

      巻: 9 ページ: e85878~e85878

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0085878

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Noncanonical Wnt5a enhances Wnt/β-catenin signaling during osteoblastogenesis.2014

    • 著者名/発表者名
      Okamoto M, Udagawa N, Uehara S, Maeda K, Yamashita T, Nakamichi Y, Kato H, Saito N, Minami Y, Takahashi N and Kobayashi Y
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 4 ページ: 4493~4493

    • DOI

      10.1038/srep04493

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Arctigenin Inhibits Transcriptional Activity of NFATc1 by Its Nuclear Translocation- Independent Mechanism

    • 著者名/発表者名
      Yamashita T,Uehara S,Udagawa N,Kobayashi Y,Takahashi N
    • 学会等名
      国際骨代謝学会および日本骨代謝学会
    • 発表場所
      ポートピアホテル(神戸市)
  • [学会発表] 破骨細胞の分化に必須な因子NFATc1の転写活性を抑制するアルクチゲニンの作用メカニズム

    • 著者名/発表者名
      山下照仁,李峰,上原俊介,小林泰浩,宇田川信之,門田重利,高橋直之
    • 学会等名
      松本歯科大学学会
    • 発表場所
      松本歯科大学(塩尻市)
  • [備考] 松本歯科大学 総合歯科医学研究所 研究内容

    • URL

      http://www.mdu.ac.jp/laboratory/research_contents/index.html

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公開日: 2015-05-28  

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