Pathophysiology of bone disorder in light of epigenetic alteration and comprehensive network of transcription factors

表观遗传改变和转录因子综合网络的骨病病理生理学

• 批准号: 20H03458
• 负责人: 北澤 荘平
• 金额: $ 11.23万
• 依托单位: Ehime University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H03458/
• 关键词: 転写調節陰性; 骨代謝; 破骨細胞; 骨芽細胞; 腫瘍随伴症候群; RANKL; 骨破壊; 転写因子; エピジェネティクス; 破骨細胞分化因子; 転写調節因子; DNAメチル化; メチル化DNA; TATAボックス; 遺伝子改変動物; 遺伝子発現制御

骨組織は、骨を作る骨芽細胞と骨を吸収する破骨細胞の2種類の細胞のバランスで保たれている。申請者等は、破骨細胞形成に関わる種々の遺伝子（RANK-RANKL-OPG）発現調節領域をクローニングし、破骨細胞分化因子RANKLのGFP可視化マウスなど種々の改変動物を作製し、個体レベルの研究へ展開し、加齢や糖尿病、骨転移巣で、遺伝子発現を制御する転写調節因子ネットワーク機構、エピジェネティクス変化について検討した。時間負荷（高継代数）の作用や生活習慣病による酸化的ストレスの作用を「遺伝子発現をpin-pointで規定するTATA-box直上のCpGメチル化による新規のエピジェネティクス機構」に着目し、個体レベルでこの部位に変異を導入した個体を作製した。加齢との関連では、代謝毒のin vitro実験系として、ST2細胞にメチルグリオキサール（MG）投与を行い、p16INK4a, RANKL増加/ Wnt signal低下という老化促進phenotypeが、MeCP2結合阻害による新規のエピジェネティクス機構によりもたらされることを確認した。加齢によるDNAメチル化による遺伝子不活化と、酸化的ストレス下での遺伝子再活性化現象として、p16INK4a増加、RANKL増加/OPG低下（骨吸収促進）、Wnt系骨形成低下の知見を得ており、老化要因のうち特に時間的負荷と酸化的ストレスに着目している。さらに、RANKL遺伝子3'側に存在するmRNAの安定性に関与する領域を同定し、エストロゲン、グルココルチコイド、ビタミンD3がその安定性にどのように関与しているかについて細胞レベルおよび試験管内のmRNAの構造解析により解明している。閉経後骨粗鬆症に至る新なメカニズムの一つとしてncRNAを含めた解析を現在進行中である。

骨组织保持在两种细胞之间的平衡中：成骨细胞，使骨骼和骨细胞吸收骨骼。 The applicants cloned the expression regulatory regions of various genes involved in osteoclast formation (RANK-RANKL-OPG), produced various altered substances such as GFP-visible mice of the osteoclast differentiation factor RANKL, and developed them to individual-level research, and examined the transcriptional regulatory factor network mechanisms and epigenetic changes that regulate gene expression in aging, diabetes, and bone转移。我们专注于时间加载的影响（高通道数）以及与生活方式相关疾病引起的氧化应激的影响，“与Tata-box上方的CpG甲基化的一种新型表观遗传机制”，该机制在TATA-Box上方的上方，通过针刺来定义基因表达，并创建了在个人层面引入MUT的个体。与衰老有关，作为代谢毒素的体外实验系统，我们对ST2细胞进行了甲基乙二醇（MG），并确认通过抑制MECP2结合的新型表观遗传机制来实现p16ink4a和rankl/wnt信号的促进衰老表型，从而增加了p16ink4a和rankl/wnt信号。我们发现，由于氧化应激下的衰老和基因重新激活而引起的基因失活，包括p16Ink4a增加，RANKL/RANKL/RANKL/RANKL/RANKL/RANKL/WNT骨形成降低，并将重点放在衰老因素中的时间负荷和氧化应激上。此外，已经鉴定出参与RANKL基因3'上的mRNA稳定性的区域，以及如何通过在细胞水平和体外对mRNA的结构分析来阐明雌激素，糖皮质激素和维生素D3的稳定性。我们目前正在进行分析NCRNA作为导致绝经后骨质疏松症的新机制之一。

项目成果

メチル化シトシン塩基配列特異的な検出法の開発

甲基化胞嘧啶碱基序列特异性检测方法的开发

• 发表时间: 2022
• 作者: Yan Minglu;Komatsu Noriko;Muro Ryunosuke;Huynh Nam Cong-Nhat;Kitazawa Riko;Kitazawa Sohei;Pluemsakunthai Warunee;Mitsui Yuichi;Satoh Takashi;Okamura Tadashi;Nitta Takeshi;Im Sin-Hyeog;Kim Chan Johng;Kollias George;Tanaka Sakae;Okamoto Kazuo;Tsukasaki Masa;北澤荘平
• 通讯作者: 北澤荘平

特集編集：エピジェネティクスと病理

特色：表观遗传学和病理学

• 发表时间: 2022
• 期刊: 病理と臨床
• 作者: 北澤荘平;宇於崎宏
• 通讯作者: 宇於崎宏

New Insights into the Pathogenesis of Diabetic Nephropathy: Proximal Renal Tubules Are Primary Target of Oxidative Stress in Diabetic Kidney

• DOI: 10.1267/ahc.20008
• 发表时间: 2020-01-01
• 期刊: ACTA HISTOCHEMICA ET CYTOCHEMICA
• 影响因子: 2.4
• 作者: Haraguchi, Ryuma;Kohara, Yukihiro;Kitazawa, Sohei
• 通讯作者: Kitazawa, Sohei

Novel animal model of soft tissue tumor due to aberrant hedgehog signaling activation in pericyte lineage

由于周细胞谱系中异常的刺猬信号激活而产生的软组织肿瘤新动物模型

• DOI: 10.1007/s00441-022-03578-0
• 发表时间: 2022
• 期刊: Cell and Tissue Research
• 影响因子: 3.6
• 作者: Haraguchi Ryuma;Kitazawa Riko;Kohara Yukihiro;Imai Yuuki;Kitazawa Sohei
• 通讯作者: Kitazawa Sohei

ETS1 governs pathological tissue-remodeling programs in disease-associated fibroblasts

• DOI: 10.1038/s41590-022-01285-0
• 发表时间: 2022-08
• 期刊: Nature Immunology
• 影响因子: 30.5
• 作者: Minglu Yan;N. Komatsu;Ryunosuke Muro;N. Huynh;Yoshihiko Tomofuji;Y. Okada;Hiroshi I. Suzuki;Hiroyuki Takaba;R. Kitazawa;S. Kitazawa;W. Pluemsakunthai;Y. Mitsui;T. Satoh;T. Okamura;T. Nitta;S. Im;C. Kim;G. Kollias;Sakae Tanaka;Kazuo Okamoto;Masayuki Tsukasaki;H. Takayanagi