BMPの骨格制御活性を司る新規因子の解析

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25670658
• 研究機関: 埼玉医科大学
• 研究代表者: 片桐 岳信 埼玉医科大学, 医学部, 教授 (80245802)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: BMP / Smad / 分化 / シグナル伝達

研究実績の概要

Bone morphogenetic protein(BMP)は、胎生期の骨格形成を始めとする生理的骨格形成や、骨格筋組織で異所性骨化が起こる遺伝性難病(FOP)に重要な成長因子である。我々は、BMP 受容体が活性化する細胞内情報伝達の解析をおこなった。その結果、BMP受容体によってリン酸化される転写因子Smad1にリン酸化を模倣した変異を導入し筋芽細胞に過剰発現させると、BMP刺激と同様に骨芽細胞分化を誘導できることを見いだした。本研究では、BMP受容体によって活性化されるSmad1、Smad5,およびSmad8にも同様のリン酸化を模倣した変異を導入し、Smad8だけが特殊な活性を持つことを見出した。この活性はリンカー部分の一次構造に依存しており、この活性は細胞内のコリプレーサーとの結合によるものと予想された。予想外に、Smad8は、Smad1よりも標的遺伝子配列への結合能が高く、むしろ競合的にBMP活性を抑制する可能性も示唆された。いこのように、BMP受容体がリン酸化によって活性化するSmad1/5/8は、それぞれシグナル伝達における機能が異なる可能性が示された。

研究成果

• [雑誌論文] Bone morphogenetic protein-induced heterotopic bone formation: What have we learned from the history of a half century? (2015)
  • 著者名/発表者名: Katagiri T, Osawa K, Tsukamoto, Fujimoto M, Miyamoto A, Mizuta T
  • 雑誌名: Jpn Dent Sci Rev 巻: 51 ページ: 42-50
  • DOI: 10.1016/j.jdsr.2014.09.004
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Smad9 is a new type of transcriptional regulator in bone morphogenetic protein signaling (2014)
  • 著者名/発表者名: Tsukamoto S, Mizuta T, Fujimoto M, Ohte S, Osawa K, Miyamoto A, Yoneyama K, Murata E, Machiya A, Jimi E, Kokabu S, Katagiri T
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 4 ページ: 7596-7606
  • DOI: 10.1038/srep07596
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] Musculoskeletal system and the TGF-β family (2014)
  • 著者名/発表者名: Katagiri T
  • 学会等名: 12th RCGM International Symposium of Academic Frontier
  • 発表場所: 埼玉県日高市、埼玉医科大学創立30周年記念講堂
  • 年月日: 2014-11-01 – 2014-11-01
  • 招待講演
• [学会発表] Smad9 is a new type of transcriptional repressor in BMP signaling (2014)
  • 著者名/発表者名: Tsukamoto S, Mizuta T, Fujimoto M, Ohte S, Osawa K, Miyamoto A, Yoneyama K, Murata E, Jimi E, Kokabu S, Katagiri T
  • 学会等名: 12th RCGM International Symposium of Academic Frontier
  • 発表場所: 埼玉県日高市、埼玉医科大学創立30周年記念講堂
  • 年月日: 2014-10-31 – 2014-11-01
• [学会発表] Smad8はBMPシグナルの新しいタイプの制御因子である (2014)
  • 著者名/発表者名: 片桐岳信、藤本舞、大澤賢次、自見英治郎、古株彰一郎
  • 学会等名: 第56回歯科基礎医学会学術大会・総会
  • 発表場所: 福岡県福岡市、福岡国際会議場
  • 年月日: 2014-09-27 – 2014-09-27
• [学会発表] Establishment of a novel model of chondrogenesis using murine ES cells carrying mutant ALK2 and more... (2014)
  • 著者名/発表者名: Katagiri T
  • 学会等名: 10th International Conference on BMPs
  • 発表場所: ベルリン、ドイツ
  • 年月日: 2014-09-19 – 2014-09-19
  • 招待講演
• [学会発表] Smad8 is a novel regulator of BMP signaling (2014)
  • 著者名/発表者名: Tsukamoto S, Mizuta T, Fujimoto M, Ohte S, Osawa K, Miyamoto A, Yoneyama K, Murata E, Jimi E, Kokabu S, Katagiri T
  • 学会等名: 10th International Conference on BMPs
  • 発表場所: ベルリン、ドイツ
  • 年月日: 2014-09-19 – 2014-09-19
• [学会発表] Smad8 negatively regulates BMP signaling in a dominant negative fashion (2014)
  • 著者名/発表者名: Tsukamoto S, Mizuta T, Fujimoto M, Ohte S, Osawa K, Miyamoto A, Yoneyama K, Murata E, Jimi E, Kokabu S, Katagiri T
  • 学会等名: 2014 ASBMR Annual Meeting
  • 発表場所: ヒューストン、アメリカ
  • 年月日: 2014-09-13 – 2014-09-13
• [学会発表] Smad8による新たなBMPシグナルの制御機構 (2014)
  • 著者名/発表者名: 塚本翔、水田誉人、藤本舞、大手聡、大澤賢次、宮本阿礼、米山克美、村田栄子、自見英治郎、古株彰一郎、片桐岳信
  • 学会等名: 第21回BMP研究会
  • 発表場所: 大阪府大阪市、大阪大学中之島センター メモリアルホール
  • 年月日: 2014-07-26 – 2014-07-26
• [学会発表] A novel regulation of BMP signaling by Smad8 (2014)
  • 著者名/発表者名: Tsukamoto S, Mizuta T, Fujimoto M, Ohte S, Osawa K, Miyamoto A, Yoneyama K, Murata E, Jimi E, Kokabu S, Katagiri T
  • 学会等名: FASEB Science Research Conferences on Skeletal Muscle Satellite and Stem Cells
  • 発表場所: スティームボート・スプリングズ、アメリカ
  • 年月日: 2014-07-20 – 2014-07-25
• [図書] Ligand–Receptor Interactions and Their Implications in Delivering Certain Signaling for Bone Regeneration. In A Tissue Regeneration Approach to Bone and Cartilage Repair, Mechanical Engineering Series (2015)
  • 著者名/発表者名: Katagiri T, Tsukamoto S, Osawa K, and Kokabu S
  • 総ページ数: 15
  • 出版者: Springer, London
• [備考] 埼玉医科大学 ゲノム医学研究センター 病態生理部門
  • URL: http://www.saitama-med.ac.jp/genome/Div04_PPhysiol/index.html