低強度・高周波振動骨造成法を制御するメカノトランスダクション機構の解明

2014 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 26861619
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 松井 裕之 東北大学, 大学病院, 助教 (10547277)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: 骨メカノバイオロジー / JNK / p38 / ERK

研究実績の概要

骨は適正なメカニカルストレスにより骨量の維持し、脱負荷と過負荷に対し骨吸収の挙動を示す。この挙動を振り分けるシグナル伝達路の解明に際し、申請者は骨芽細胞MC3T3-E1を用い、Mitogen-activated protein kinase （MAPK）ファミリーであるJNK、p38およびERKに着目し解析を行っている。これまでに、（１）p38はケモカインMCP-3の発現を介して破骨細胞の局所動員に関与する　（２）JNKはTNF受容体ファミリーFn14の発現を介し細胞死のプログラムを発動させる　（３）ERKは低強度の刺激により活性化され、骨形成性に機能している　ことを見出している。さらに（４）JNKおよびp38の上流MAP3KとしてTGF-beta-activated protein kinase-1 （TAK1）およびApoptosis signal regulating kinase 1（ASK1）を同定した。一方、ERK経路の上流に関しては不明な点を多く残しており、平成２６年度においてはメカニカルストレスに対し骨形成性に機能しているMAPキナーゼの上流因子の探索を行った。その結果、上流に位置する細胞膜タンパクXを同定した。さらに、このチャネルの下流にありERKの上流にあるMAP3Kのスクリーニングを進行中である。これにより、細胞膜インターフェイスでのメカニカルストレスの感知からMAP3Kを介したERKの活性化とメカノバイオロジカルな骨形成の制御機構を明らかにしたい。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

ERK上流のMAP3Kのスクリーニングが終了していないため、やや遅れていると自己評価している。

今後の研究の推進方策

MAP3Kの同定が急務である。その後、細胞膜タンパクXによる活性調節や下流遺伝子の発現変動に関する評価を行う。

次年度使用額が生じた理由

使用する培地および動物の購入について、次年度前半に多く購入の予定が生じたためと、海外での学会発表の予定が組まれたため。

次年度使用額の使用計画

上記の実験材料の購入と旅費、および論文投稿料に組み込むものとする。

研究成果

• [雑誌論文] The expression of Fn14 via mechanical stress-activated JNK contributes to apoptosis induction in osteoblasts. (2014)
  • 著者名/発表者名: Matsui H, Fukuno N, Kanda Y, Kantoh Y, Chida T, Nagaura Y, Suzuki O, Nishitoh H, Takeda K, Ichijo H, Sawada Y, Sasaki K, Kobayashi T, Tamura S.
  • 雑誌名: The Journal of Biological Chemistry 巻: 289 ページ: 6438-6450
  • DOI: 10.1074/jbc.M113.536300
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The surface characterization and bioactivity of NANOZR in vitro. (2014)
  • 著者名/発表者名: Han JM, Hong G, Matsui H, Shimizu Y, Zheng G, Lin H, Sasaki K.
  • 雑誌名: Dental Material Journal 巻: 33 ページ: 210-219
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり