骨折治癒過程におけるマイオカイン:irisinの役割とその機序解明

骨折愈合过程中的肌因子：鸢尾素的作用及其机制的阐明

基本信息

批准号：
21K09233
负责人：
大田陽一
金额：
$ 2.41万
依托单位：
Osaka Metropolitan University (2022)Osaka City University (2021)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K09233/
关键词：
マイオカイン骨形成タンパク骨形成

项目摘要

運動器の主要な構成体である骨は、その周囲の筋肉と協調して恒常性を維持している。よって、骨損傷時には、骨組織自体の因子の他に、周囲の組織環境因子としての筋組織の役割は骨組織の修復やその後のリモデリングに重要であると考えられる。本研究では、骨・筋組織両者に関わるサイトカインであるマイオカイン：irisinに着目し、irisinの骨折治癒過程における効果について、骨組織に内在し骨癒合に重要な役割を果たす骨形成タンパク；Bone Morphogenetic Protein（BMP）との相互作用機構を明らかにする。In vivo BMP誘導骨形成に対するirisinの効果を検証するために、ポリエチレングリコールペレットにrh-BMP2(5μg)を含有した。生後4週齢のマウスの背筋膜下にこれらペレットを埋植し、rh-irisin（100μg/kg)をマウス腹腔内に全身投与を行った。irisinによるBMP誘導異所性骨形成に対する影響を検討するため、rh-irisin非投与群をコントロールとしてマイクロCTを用いた骨微細構造解析を行った。rh-irisin（100μg/kg)投与群ではコントロール群に比べて平均骨体積（TV）、平均骨梁体積BV、平均骨微細構造BV/TV及び平均骨塩量は有意に増加した。また、in vitroの実験系において、C2C12細胞を培養し、rh-BMP2 (200ng/mL) 添加し骨芽細胞分化を誘導する。rh-irisin(100ng/mL)投与後のRNAを回収し、骨芽細胞分化マーカーとしてALPの発現量をReal time RT-PCR法を用いて解析した。rh-BMP2投与によってALP活性の上昇を認めた。rh-irisin 100ng/ml共投与群ではrh-BMP2単独投与群に比べて有意なALP活性の上昇を認めた。

骨骼骨骼系统的主要结构是骨骼与周围肌肉坐标以保持体内平衡。因此，在骨骼损伤的情况下，除了骨组织本身的因素外，人们认为肌肉组织作为周围组织环境因素的作用对于骨组织修复和随后的重塑很重要。这项研究的重点是肌动物：虹膜蛋白，一种参与骨骼和肌肉组织的细胞因子，并揭示了虹膜蛋白对骨折愈合过程的影响，以及与骨形态发生蛋白（BMP）相互作用的机制，骨形蛋白（BMP）是一种骨化蛋白，在骨骼组织中起着重要作用，在骨骼中起重要作用。为了验证虹膜蛋白对体内BMP诱导的成骨的作用，聚乙烯乙二醇颗粒包含RH-BMP2（5μg）。将这些颗粒植入4周小鼠的亚域筋膜中，然后将Rh-irisin（100μg/kg）全身腹膜内送入小鼠。为了研究虹膜蛋白对BMP诱导的异位骨形成的影响，使用非RH-irisin基团作为对照进行了使用MicroCT进行骨微结构分析。与对照组相比，在用Rh-虹膜蛋白（100μg/kg）治疗的组中，平均骨体积（TV），平均小梁体积BV，平均骨微结构BV/TV和平均骨矿物质含量显着增加。此外，在体外实验系统中，培养C2C12细胞，并添加RH-BMP2（200 ng/ml）以诱导成骨细胞分化。在施用Rh-irisin（100 ng/mL）后收集RNA，并使用实时RT-PCR分析ALP作为成骨细胞分化标记的表达水平。 RH-BMP2给药显示ALP活性增加。与单独使用RH-BMP2治疗的组相比，该组共同辅助RH-IRISIN 100 ng/ml的ALP活性显着增加。