細胞外小胞を介した骨芽細胞間ネットワークによる骨代謝制御機構の解明

阐明细胞外囊泡介导的成骨细胞网络的骨代谢控制机制

基本信息

批准号：
22K20975
负责人：
上中麻希
金额：
$ 1.83万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-08-31 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K20975/
关键词：
骨芽細胞細胞外小胞骨代謝 microRNA 細胞間ネットワーク

项目摘要

本研究の目的は、細胞外小胞を介した骨芽細胞間ネットワークの骨代謝制御機構を明らかにすることである。骨代謝は骨吸収と骨形成を繰り返し、そのバランスにより恒常性を保っている。しかし骨形成はどのように完了するか、次の骨吸収へどのように移行するのか、その制御機構については未だ不明な点が多い。我々は骨芽細胞レポーターマウスの頭頂部の生体イメージングから、骨芽細胞が活発に小胞を放出および取り込んでいることを見出し、骨芽細胞間ネットワークの存在を明らかにした。このネットワークの存在は数十個という単位で集団として骨形成を行う骨芽細胞の細胞間連携システムであり、骨形成を完了する自制機能として働くことが考えられた。そこで、分化早期の骨芽細胞由来細胞外小胞と分化後期の細胞外小胞の、骨芽細胞に対する作用の違いを明らかにするため、培養系を用いてレシピエント骨芽細胞の分化マーカー遺伝子の発現解析および、石灰化機能評価を行った。結果、分化早期由来の小胞はレシピエントの骨芽細胞分化を促進し石灰化を促進した一方、分化後期由来の小胞は骨芽細胞の分化を抑制した。また、細胞外小胞に含まれるmiRNAの網羅的解析、プロテオーム解析を行い、早期と後期骨芽細胞それぞれの細胞外小胞に含まれる校正因子プロファイル解析を行った。以上の結果より、分化早期と分化後期の骨芽細胞で放出する小胞の構成因子が異なり、その機能も異なっていることが明らかとなった。今後はさらに詳細な解析を進めていく。

这项研究的目的是阐明通过细胞外囊泡在dodeblast网络中调节骨代谢的机理。骨代谢重复骨吸收和骨形成，平衡保持体内平衡。但是，关于如何完成骨骼形成，如何进行下一次骨吸收以及控制机制仍然有许多未知数。我们发现成骨细胞从成骨细胞报告的生物成像中积极释放和摄取囊泡，从而揭示了dode骨间网络的存在。该网络的存在是一种细胞对细胞协作系统，用于成骨细胞，以数十个单位形成骨骼作为组，并被认为是一种自我控制功能，可以完整骨骼形成。因此，为了澄清成骨细胞衍生的细胞外囊泡的差异，来自早期分化和成骨细胞上晚分化的细胞外囊泡的差异，我们分析了受体成核细胞中分化标记基因的表达，并使用培养系统评估了钙化功能。结果，源自早期分化的囊泡促进了受体的成骨细胞分化和钙化，而源自晚期分化的囊泡抑制了成骨细胞的分化。此外，对细胞外囊泡中包含的miRNA和蛋白质组分析进行了全面分析，并在成骨细胞的早期和晚期的细胞外囊泡中进行了校准因子谱分析。以上结果表明，在早期分化时在成骨细胞中释放的囊泡的组成因子和后来的分化是不同的，它们的功能也不同。将来，我们将继续进行更详细的分析。