骨と脳のネットワーク－成長を促進する骨由来因子の同定－

2013 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 25670637
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 研究機関: 東京医科歯科大学
• 研究代表者: 大川 淳 東京医科歯科大学, 医歯(薬)学総合研究科, 教授 (30251507)
• 研究分担者: 麻生 義則 東京医科歯科大学, 医歯(薬)学総合研究科, 准教授 (50345279)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: 破骨細胞 / 成長ホルモン

研究概要

本研究では骨から視床下部・下垂体への情報伝達機構に着目し、分子生物学、細胞生物学、組織学的な実験手法を駆使して、破骨細胞RASの生理的機能とそのシグナル伝達分子を解明すると同時に、骨による成長ホルモン分泌調節因子を同定することを目的として以下の実験を実施した。
1.破骨細胞特異的遺伝子欠損マウスの解析　破骨細胞特異的遺伝子欠損マウスの作成にカテプシンK Creマウスを使用し組織特異的遺伝子欠損マウスを作成した。組織学的解析の結果、当該マウスは、骨量の減少が認められた。加えて本マウスは成長障害も認められたことから、血中IGFおよび成長ホルモン濃度を測定したところ、ともに野生型マウスと比較して有意な低下が認められた。また、大腿骨より調整したRNA、蛋白を用いて、破骨細胞、骨芽細胞の分化や増殖に重要な遺伝子、蛋白の発現をリアルタイムPCR法およびWestern blot法を用いて検討した。
2.破骨細胞特異的遺伝子欠損マウスにおける下垂体の解析　当該マウスの下垂体組織においてWBを用いて成長ホルモンタンパク質の発現を確認したところ、野生型マウスと比較して発現が低下していることが確認された。
3.破骨細胞特異的遺伝子欠損マウス由来破骨細胞の解析　野生型マウスならびにコンディショナルノックアウトマウス由来の破骨細胞をTRAP染色および、Real-time PCRを用いて分化マーカー比較検討したところ両群に差は認められなかった。また、マイクロアレイを用いて遺伝子の網羅的解析を実施し、現在候補遺伝子の探索中である。

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

マウス作成、およびその後の解析も当初の予定通り進んでいるものと考えられる。

今後の研究の推進方策

平成25年度の研究を継続するとともに、以下の内容を実施する予定である。
1.破骨細胞由来成長ホルモン調節因子の同定　破骨細胞と成長障害の関連性を骨髄移植モデルを用いて検討すると共に、マイクロアレイ解析の結果に基づいて候補となる成長ホルモン調節因子の同定を行う。
2.破骨細胞由来成長ホルモン調節因子の機能解析　1．において同定された因子の組み換えタンパク質または抗体を作成し、下垂体における成長ホルモン分泌調節機構を解析する。

次年度の研究費の使用計画

効率的に消耗品を使用することができたことにより、物品費を少なく抑えることができたため。
次年度の研究計画では、同定遺伝子の効果をin vivoで検討する必要が有るため、マウスを使用した研究を主に計画している。そのため、本検討を充実させるために、マウス購入および維持費に使用する予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Combined surgical and radiosurgical treatment for a symptomatic cervical metastasis in a case of malignant paraganglioma: a case report. (2013)
  • 著者名/発表者名: Sasaki K, Inose H, Kawabata S, Yoshii T, Kato T, Saito M, Okawa A.
  • 雑誌名: BMC Res Notes. 巻: 494 ページ: -
  • DOI: 10.1186/1756-0500-6-494.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sirt6 regulates postnatal growth plate differentiation and proliferation via Ihh signaling. (2013)
  • 著者名/発表者名: Piao J, Tsuji K, Ochi H, Iwata M, Koga D, Okawa A, Morita S, Takeda S, Asou Y.
  • 雑誌名: Sci Rep. 巻: 3022 ページ: -
  • DOI: 10.1038/srep03022.
  • 査読あり
• [雑誌論文] After repeated division, bone marrow stromal cells express inhibitory factors with osteogenic capabilities, and EphA5 is a primary candidate. (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamada T, Yuasa M, Masaoka T, Taniyama T, Maehara H, Torigoe I, Yoshii T, Shinomiya K, Okawa A, Sotome S.
  • 雑誌名: Bone 巻: 57 ページ: 343-54
  • DOI: 10.1016/j.bone.2013.08.028.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sema3A regulates bone-mass accrual through sensory innervations. (2013)
  • 著者名/発表者名: Fukuda T, Takeda S, Xu R, Ochi H, Sunamura S, Sato T, Shibata S, Yoshida Y, Gu Z, Kimura A, Ma C, Xu C, Bando W, Fujita K, Shinomiya K, Hirai T, Asou Y, Enomoto M, Okano H, Okawa A, Itoh H.
  • 雑誌名: Nature 巻: 497 ページ: 490-3
  • DOI: 10.1038/nature12115
  • 査読あり
• [雑誌論文] Initial responses of articular tissues in a murine high-fat diet-induced osteoarthritis model: pivotal role of the IPFP as a cytokine fountain. (2013)
  • 著者名/発表者名: Iwata M, Ochi H, Hara Y, Tagawa M, Koga D, Okawa A, Asou Y
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 8 ページ: e60706
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0060706
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dural closure for the treatment of superficial siderosis. (2013)
  • 著者名/発表者名: Egawa S, Yoshii T, Sakaki K, Inose H, Kato T, Kawabata S, Tomizawa S, Okawa A.
  • 雑誌名: J Neurosurg Spine. 巻: 18 ページ: 388-93.
  • DOI: 10.3171/2013.1.SPINE12649.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Massive bone reconstruction with heat-treated bone graft loaded autologous bone marrow-derived stromal cells and β-tricalcium phosphate composites in canine models. (2013)
  • 著者名/発表者名: Koyanagi H, Ae K, Maehara H, Yuasa M, Masaoka T, Yamada T, Taniyama T, Saito M, Funauchi Y, Yoshii T, Okawa A, Sotome S.
  • 雑誌名: J Orthop Res 巻: 31 ページ: 1308-16.
  • DOI: 10.1002/jor.22368.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Modified K-line in magnetic resonance imaging predicts insufficient decompression of cervical laminoplasty. (2013)
  • 著者名/発表者名: Taniyama T, Hirai T, Yamada T, Yuasa M, Enomoto M, Yoshii T, Kato T, Kawabata S, Inose H, Okawa A.
  • 雑誌名: Spine (Phila Pa 1976). 巻: 38 ページ: 196-501
  • DOI: 10.1097/BRS.0b013e318273a4f7.
  • 査読あり