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2019 年度 実績報告書

重力が駆動する新奇骨代謝メカニズムの解明

公募研究

研究領域宇宙からひも解く新たな生命制御機構の統合的理解
研究課題/領域番号 18H04994
研究機関国立研究開発法人国立循環器病研究センター

研究代表者

高野 晴子  国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 研究所, 上級研究員 (40532891)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
キーワードOsteocrin / FoxO1 / 荷重負荷 / 骨膜 / 骨芽細胞 / CNP
研究実績の概要

Osteocrin(OSTN)は荷重負荷のかかる遠位骨の骨膜に顕著な発現を認め、荷重による制御を受けることを尾部懸垂モデルにより明らかにした。さらに、尾部懸垂時にForkhead box protein O1(FoxO1)の発現が上昇し、核内に強く集積することを明らかにした。この活性化をinhibitor投与により抑制するとOSTNの発現は回復した。このことから骨膜性骨芽細胞が非荷重を感知し、FoxO1の活性化が誘導され、OSTNの発現が抑制されたと予想した。実際に、クリノスタットを用いて微小重力環境下で培養するとOSTNの発現は抑制され、逆に過重力環境では誘導された。さらにOSTNの生理的役割を明らかにするために、OSTN-KOマウスに尾部懸垂を施し、骨組織をマイクロCTにて解析した。懸垂後、野生型、OSTN-KOマウス共に、同程度の顕著な海綿骨量減少を認めた。一方、再荷重を与えると、野生型マウスでは骨量回復を認めたが、OSTN-KOマウスでは再荷重による骨量回復が緩慢であった。以上のことから、骨膜性骨芽細胞による荷重感知はFoxO1の活性化を介して、OSTNの発現を調節し、骨量の調節に寄与していることが示唆された。OSTNが骨量を調節するメカニズムを明らかにするために、C-type natriuretic peptide (CNP)シグナルに着目した。OSTNはCNPのクリアランス受容体を抑制することで、間接的にCNPシグナルを増強することが知られている。そこで、CNPが骨分化に与える影響を検討すると、CNPは骨膜細胞から骨芽細胞への分化を顕著に促進することがわかった。さらに、OSTNはCNPの骨分化促進効果に協調的に寄与することを明らかにした。これらのことから、荷重負荷依存性に骨膜から分泌されるOSTNはCNPの作用を増強して骨の形成を促進することが明らかになった。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2019

すべて 学会発表 (2件)

  • [学会発表] 2.発表標題 Mechanical load-regulated expression of periosteal Osteocrin promotes bone growth2019

    • 著者名/発表者名
      Haruko Takano
    • 学会等名
      The 16th Bone Biology Forum
  • [学会発表] 荷重が調節する Osteocrin は骨成長を促進する2019

    • 著者名/発表者名
      高野晴子
    • 学会等名
      第37回日本骨代謝学会学術集会

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公開日: 2021-01-27  

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