金属結合蛋白メタロチオネインの破骨細胞分化と機能解明と骨粗鬆症治療への応用

破骨细胞分化、金属结合蛋白金属硫蛋白的功能阐明及其在骨质疏松治疗中的应用

基本信息

批准号：
22K09359
负责人：
藤原稔史
金额：
$ 2.5万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2027-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K09359/
关键词：
破骨細胞メタロチオネイン骨粗鬆症

项目摘要

破骨細胞分化と機能において金属イオンの代謝が非常に重要である。これまでに金属イオンの鉄イオンが細胞内鉄還元酵素のSteap4や受容体のトランスフェリン受容体を介して分化と機能に重要な働きを示していることが分かった。そこで、金属イオン結合蛋白のメタロチオネイン（MT）の役割について調べた。破骨細胞は分化に従ってMTのmRNAとタンパクの発現が上昇しており、特にMT3の発現が著しく上昇していた。そこでMT3に着目し、レンチウィルスを用いてノックダウンすると破骨細胞分化は抑制されていることをウェスタンブロットとmRNA発現、TRAP染色で認めた。それに伴い骨スライス上の培養で、骨吸収機能も低下していた。MT3ノックダウンに伴う破骨細胞分化抑制機能を調べるために、RANKLとM-CSFシグナルを調べた。M-CSFとRANKL培養で前破骨細胞に誘導し、この細胞に対してM-CSFとRANKLシグナルを調べると、AKTとERKシグナルは変化なかったが、分化と生存に重要なRANKLシグナルのJNKとNFkBシグナルが低下していた。実際にフローサイトメトリーでMT3ノックダウン細胞の細胞周期を調べると、特に細胞周期にコントロールとノックダウン細胞で差はなかった。コントロールとMT3ノックダウンの前破骨細胞に対してアポトーシスを誘導すると、MT3ノックダウン細胞に著しくアポトーシスを示すカスパーゼ3とcleaved PARPの発現が増加していることが分かった。MT3は破骨細胞の生存に重要であることが分かった。今後さらに詳細なメカニズムを解明してく。

金属离子的代谢在破骨细胞分化和功能中极为重要。到目前为止，已经发现，铁离子，金属离子在分化和功能中通过细胞内铁还原酶STEAP4和受体的转铁蛋白受体具有重要功能。因此，我们研究了金属硫蛋白（MT）在金属离子结合蛋白中的作用。破骨细胞显示MTS分化的mRNA和蛋白质表达增加，尤其是MT3的表达显着增加。因此，我们专注于MT3，发现使用慢病毒撞倒时破骨细胞分化被抑制。蛋白质印迹，mRNA表达和陷阱染色。结果，在骨切片上培养时也降低了骨吸收功能。为了研究与MT3敲低相关的破骨细胞分化的抑制功能，检查了RANKL和M-CSF信号。当对该细胞的M-CSF和RANKL培养物被诱导为前肠细胞，M-CSF和RANKL信号时，AKT和ERK信号不会改变，但是JNK和NFKB信号对分化和存活非常重要，降低了。实际上，当通过流式细胞仪检查MT3敲低细胞的细胞周期时，对照和敲除细胞之间没有差异，尤其是在细胞周期中。诱导对照和MT3敲低前细胞凋亡的凋亡显示出caspase 3的表达增加并裂解PARP，在MT3敲低细胞中表现出明显的细胞凋亡。发现MT3对于破骨细胞存活至关重要。将来，我们将进一步详细阐明该机制。

项目成果

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DOI：
10.1093/mr/road021
发表时间：
2023
期刊：
Modern Rheumatology
影响因子：
2.2
作者：
Tsushima Hidetoshi;Takahide Sakuragi;Akasaki Yukio;Fujiwara Toshifumi;Hara Daisuke;Ikemura Satoshi;Sakuraba Kouji;Kamura Satoshi;Miyahara Hisaaki;Yamada Hisakata;Fukushi Jun-ichi;Nakashima Yasuharu
通讯作者：
Nakashima Yasuharu

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