2009 Fiscal Year Annual Research Report
Klothoを標的とした局所的硬組織再生法の基礎的研究
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21791788
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
南崎 朋子 Hiroshima University, 大学院・医歯薬学総合研究科, 助教 (30452593)
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| Keywords | 細胞・組織 / 骨代謝 / リン代謝 / カルシウム代謝 / 再生医学 |
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| Research Abstract |
老化関連タンパクKlothoはI型の膜タンパクに属し、腎臓、副甲状腺および脈絡膜に存在するが、骨、皮膚など老化症状の著しい組織での発現は認められない。最近、Klothoが低リン血症因子である線維芽細胞増殖因子(FGF) 23、Wntあるいはカルシウムチャネル等分子群に作用し、カルシウム/リン酸代謝に重要なモデュレーターとして機能することが示されたが、Klothoの限られた上記発現部位はこれらの所見と必ずしも一致しない。一方、Klothoの細胞外ドメインが切断され、血中を比較的高い濃度で循環することから、これまで明らかになっている膜型によるカルシウム/リン酸代謝調節のみならず、可溶型Klothoによるカルシウム/リン酸代謝への関与が推察される。そこで、可溶型Klothoの硬組織石灰化における役割を明らかにするため、Klotho発現変異(Kl/Kl)マウス、その頭蓋冠由来培養骨芽細胞、および器官培養を用いて検討を行った。
kl/klマウスに可溶型Klothoを皮下注射すると、骨においてFGF23特異的シグナルであるEgr1の発現促進およびERKのリン酸化が認められた。これはKl/Klマウスの頭蓋冠器官培養においても同様であった。また、免疫沈降によって、可溶型KlothoがFGF23およびFGF受容体(FGFR)と複合体を形成することを確認した。
次に、可溶型Klothoの硬組織石灰化への影響を精査するため、可溶型Klothoを皮下注射したKl/Klマウスの大腿骨をμCTによる3次元解析を行ったところ、皮質骨および海綿骨への石灰化抑制が確認された。また、骨組織における骨代謝関連パラメーターのmRNA発現を調べたところ、可溶型Klothoの添加による変動が認められた。
以上の結果から、これまで膜型の発現が確認された器官のみで機能すると考えられていたKlothoは、体内を循環する可溶型についても、FGF23-FGFRと複合体を形成して骨局所で硬組織石灰化へ作用することが明らかとなった。
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