Identification of regulators of bone regeneration using multiple modes of CRISPR-Cas9 genetic screens

使用多种 CRISPR-Cas9 遗传筛选模式鉴定骨再生调节因子

• 批准号: 20H03872
• 负责人: 中道 裕子
• 金额: $ 11.32万
• 依托单位: Matsumoto Dental 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 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H03872/
• 关键词: Wnt; 骨再生制御因子; ゲノム編集スクリーニング; Ryk; 活性型ビタミンD; ビタミンD

in vivoマウス実験によりビタミンDシグナルの過剰(Hypervitaminosis D)に伴う高カルシウム血症に起因する骨折治癒（骨再生）不全および軟組織の石灰化亢進を2021年度に見出した。2022年度は、慢性腎不全(CKD)モデルマウスを用いて、低カルシウム血症と活性型ビタミンD低下症に伴う軟組織石灰化のメカニズムを解析した。2021年度の研究成果と2022年度の研究成果により、軟組織の石灰化の進行に関し、活性化ビタミンDと骨芽細胞内のビタミンD受容体(VDR)は真逆の方向に働き、Hypervitaminosis Dにおいては骨再生を抑制する一方軟組織石灰化を促進し、CKDにおいては骨再生を促進するとともに軟組織石灰化進行を抑制する方向に働くことを明らかにした。そこで、in　vivo骨芽細胞が活性型ビタミンＤ応答性に放出する骨再生抑制因子および動脈石灰化促進因子の同定のための実験を行った。その結果、Hypervitaminosis DとWntシグナル伝達破綻の関連が示唆された。そこで、 Wntシグナルの正の調節因子（骨再生促進因子）および負の調節因子を探索した。具体的には、遺伝子発現オンシステムCrispr-A と遺伝子発現オフシステムCrispr-KO により発現上昇または抑制した各遺伝子機能を、代表者が開発したWntシグナル活性依存性細胞死回避レポーターシステムを用いて評価した。Hypervitaminosis Dによる骨形成低下と軟組織石灰化には、TGFbetaシグナル分子の関与が示唆され、CKDによる骨形成低下と軟組織石灰化には、Wntシグナル分子と糖転移酵素の関与を示唆するデータを得た。以上、2022年度は、ビタミンDの代謝異常を研究することで、骨再生に寄与する因子を見出すことが出来た。

2021年，我们通过小鼠体内实验发现，骨折愈合（骨再生）失败和软组织高钙化是由与过量维生素D信号传导（维生素D过多）相关的高钙血症引起的。 2022年，我们使用慢性肾衰竭（CKD）模型小鼠分析了与低钙血症和活性维生素D缺乏相关的软组织钙化的机制。根据2021年和2022年的研究结果，成骨细胞中活化的维生素D和维生素D受体（VDR）在软组织钙化的进展和维生素D过多的过程中以相反的方向发挥作用。研究表明，它在抑制骨再生的同时促进骨再生软组织钙化，在 CKD 中，它可以促进骨再生并抑制软组织钙化的进展。因此，我们进行了实验来鉴定体内成骨细胞响应活性维生素 D 释放的骨再生抑制因子和动脉钙化促进因子。结果表明维生素 D 过多症与 Wnt 信号传导破坏之间存在联系。因此，我们寻找Wnt信号的正调节因子（骨再生促进因子）和负调节因子。具体地，使用由代表开发的Wnt信号活性依赖性细胞死亡避免报告系统来评估通过系统Crispr-A上的基因表达和系统Crispr-KO外的基因表达增加或抑制表达的每个基因的功能。做过。我们获得的数据表明，TGFbeta 信号分子参与维生素 D 过多引起的骨形成和软组织矿化减少，而 Wnt 信号分子和糖基转移酶参与 CKD 引起的骨形成和软组织矿化减少。如上所述，2022年，我们通过研究维生素D代谢异常，能够发现有助于骨骼再生的因素。

项目成果

骨芽細胞のビタミンD受容体（VDR）は、過剰なビタミンDによる病態発現において決定的な役割を果たす

成骨细胞维生素D受体（VDR）在维生素D过量引起的病理表现中起着至关重要的作用

• 发表时间: 2023
• 作者: 中道裕子;劉子洋;森 智紀;宇田川信之
• 通讯作者: 宇田川信之

マクロファージはLepR陽性細胞を活性化し骨再生を促進する

巨噬细胞激活LepR阳性细胞并促进骨再生

• 发表时间: 2021
• 作者: 何治鋒;溝口利英;平賀徹;村上康平;中道裕子;山下照仁;小出雅則;宇田川信之;小林泰浩
• 通讯作者: 小林泰浩

RANKL/OPG比は損傷した歯髄における破歯細胞形成を調節する

RANKL/OPG 比例调节损伤牙髓中的破牙细胞形成

• 发表时间: 2021
• 作者: 西田大輔;荒井敦;堀部寛治;中道裕子;細矢明宏;中村浩彰;小林泰浩;宇田川信之;溝口利英
• 通讯作者: 溝口利英

Effector memory CD4+T cells in mesenteric lymph nodes mediate bone loss in food-allergic enteropathy model mice, creating IL-4 dominance

肠系膜淋巴结中的效应记忆 CD4 T 细胞介导食物过敏性肠病模型小鼠的骨质流失，从而产生 IL-4 优势

• DOI: 10.1038/s41385-021-00434-2
• 发表时间: 2021
• 影响因子: 8
• 作者: Ono;Udagawa Nobuyuki;Nakamichi Yuko;Koide Masanori;Nakajima
• 通讯作者: Nakajima

The Vitamin D Receptor in Osteoblast-Lineage Cells Is Essential for the Proresorptive Activity of 1α,25(OH)2D3 In Vivo

成骨细胞谱系细胞中的维生素 D 受体对于体内 1α,25(OH)2D3 的促吸收活性至关重要

• DOI: 10.1210/endocr/bqaa178
• 发表时间: 2020
• 作者: Tomoki Mori; Kanji Horibe; Masanori Koide; Shunsuke Uehara; Yoko Yamamoto; Shigeaki Kato; Hisataka Yasuda; Naoyuki Takahashi; Nobuyuki Udagawa; Yuko Nakamichi
• 通讯作者: Yuko Nakamichi