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

• 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

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。

骨骼是运动器官的主要组成部分，与周围的肌肉协调维持体内平衡。因此，在骨损伤时，除了骨组织本身的因素外，肌肉组织作为周围组织环境因素的作用被认为对于骨组织的修复和随后的重塑具有重要意义。在这项研究中，我们重点关注鸢尾素（一种参与骨骼和肌肉组织的肌因子），并研究了鸢尾素对骨折愈合过程的影响，并阐明了其与 (BMP) 的相互作用机制。为了验证鸢尾素对 BMP 诱导的体内骨形成的影响，聚乙二醇颗粒含有 rh-BMP2 (5 μg)。将这些颗粒植入 4 周龄小鼠的背筋膜下，并向小鼠腹腔内全身注射 rh-irisin (100 μg/kg)。为了检查鸢尾素对BMP诱导的异位骨形成的影响，使用显微CT进行骨微结构分析，并使用rh-鸢尾素未施用组作为对照。在rh-irisin（100μg/kg）给药组中，与对照组相比，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（200ng/mL）诱导成骨细胞分化。给予 rh-irisin (100 ng/mL) 后收集 RNA，并使用实时 RT-PCR 分析作为成骨细胞分化标志物的 ALP 的表达水平。 rh-BMP2 给药后观察到 ALP 活性增加。与rh-BMP2单独给药组相比，在rh-irisin 100ng/ml共同给药组中观察到ALP活性显着增加。

项目成果

rh-BMP-2とZoledronateの局所同時投与による骨髄環境下骨形成誘導効果

rh-BMP-2和唑来膦酸局部同时给药对骨髓环境中骨形成的影响

• 发表时间: 2021
• 作者: 大田 陽一;上山 秀樹;今井 祐記;洲鎌 亮;箕田 行秀;高岡 邦夫;中村 博亮
• 通讯作者: 中村 博亮

rh-BMP-2とZoledronateの局所同時投与による骨髄環境下骨形成誘導効果

rh-BMP-2和唑来膦酸局部同时给药对骨髓环境中骨形成的影响

• 发表时间: 2021
• 作者: 大田 陽一;上山 秀樹;今井 祐記;洲鎌 亮;箕田 行秀;高岡 邦夫;中村 博亮
• 通讯作者: 中村 博亮

Topical co‐administration of zoledronate with recombinant human bone morphogenetic protein-2 can induce and maintain bone formation in the bone marrow environment

唑来膦酸与重组人骨形态发生蛋白-2 局部联合给药可诱导并维持骨髓环境中的骨形成

• DOI: 10.1186/s12891-021-03971-w
• 发表时间: 2021-01-20
• 期刊: BMC Musculoskeletal Disorders
• 影响因子: 2.3
• 作者: H. Ueyama;Y. Ohta;Yuuki Imai;A. Suzuki;R. Sugama;Y. Minoda;K. Takaoka;Hiroaki Nakamura
• 通讯作者: Hiroaki Nakamura

Eldecalcitol regulates the gene expressions of articular cartilage markers and differentiation markers in chondrocytes

艾德骨化醇调节软骨细胞中关节软骨标志物和分化标志物的基因表达

• DOI: 10.1016/j.bbrc.2022.01.119
• 发表时间: 2022
• 影响因子: 3.1
• 作者: Takemura Susumu;Ohta Yoichi;Sugama Ryo;Minoda Yukihide;Ohyama Yohei;Nakamura Hiroaki
• 通讯作者: Nakamura Hiroaki

Eldecalcitol regulates the gene expressions of articular cartilage markers and differentiation markers in chondrocytes

艾德骨化醇调节软骨细胞中关节软骨标志物和分化标志物的基因表达

• DOI: 10.1016/j.bbrc.2022.01.119
• 发表时间: 2022
• 影响因子: 3.1
• 作者: Takemura Susumu;Ohta Yoichi;Sugama Ryo;Minoda Yukihide;Ohyama Yohei;Nakamura Hiroaki
• 通讯作者: Nakamura Hiroaki