糖化ストレス誘導性エクソソームを介した骨機能阻害における食用植物成分の効果

可食用植物成分对糖化应激诱导的外泌体介导的骨功能抑制的影响

• 批准号: 21K05432
• 负责人: 高部 稚子
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Shizuoka Institute of Science and Technology
• 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-21K05432/
• 关键词: 糖化ストレス; 骨代謝異常; 食用植物

糖分とタンパク質との非酵素的な反応である糖化反応は血液中をはじめ全身で起こり、結果、様々な終末糖化産物(AGEs)を産生する。AGEsの蓄積はタンパク質の機能不全や炎症惹起に関わることから、近年、疾病予防のターゲットとされてきた。一例として、血中AGEs濃度が高い糖尿病患者は骨折の罹患率が高いことが知られている。骨は通常、骨芽細胞による骨新生と破骨細胞による骨破壊のバランスが保たれており、このバランスが崩壊することによる骨質・骨量の低下は骨折の危険因子となる。このことから我々はAGEsによる骨代謝異常に着目し研究を行ってきた。これまでにAGEsが破骨細胞分化を抑制すること、分化に必須な転写因子の1つであるMicrophthalmia-associated transcription factor, isoform E (MitF-E)の発現を抑制すること、MitF-Eの発現抑制には細胞外分泌小胞であるエクソソームが関与することを示した。本研究ではエクソソームに含まれる小分子RNAであるマイクロRNA(miRNA)に着目し、破骨細胞前駆細胞の分化過程において細胞培養液中に放出されたエクソソームを分離・精製し、含まれるmiRNAについてマイクロアレイを用いた網羅的な解析を行った。その結果、AGEs添加の有無によりエクソソーム内のmiRNAの発現パターンが大きく異なることが明らかとなった。更にAGEs添加によりエクソソーム内で増加するmiRNAについてin silico解析を行い、MitF-EあるいはMitF-Eの発現制御に関わる転写因子のmRNAの制御に関わる可能性の高い14種類のmiRNAを見出した。real-time PCRによるデータの再現性を検証したところ7種類のmiRNAについて再現性が認められた。これらの強制発現ベクターの作製を行い、細胞内への導入条件を確立した。

Sugar and non-enzymatic enzymes are produced in the blood as a result of the production of terminal glycation products (AGEs). AGEs accumulate in the body and function incompletely, causing inflammation. In recent years, diseases are prevented. A case of diabetes mellitus with high AGEs concentration in the blood has a high incidence of fracture. Bone regeneration and osteoclast formation in bone marrow, osteoblasts, osteoclasts, osteoclasts, osteoclasts, The study of abnormal bone metabolism was carried out in the past few years. These factors inhibit the differentiation of osteoclasts, inhibit the development of Microphthalmia-associated transcription factor, isoform E (MitF-E), and inhibit the development of mitF-E. In this study, we isolated, purified and analyzed miRNA containing small RNA(miRNA) from osteoclast precursor cells during differentiation. As a result, AGEs are added to the system and miRNA is detected. In addition, 14 miRNA species were found to be highly likely to be involved in the regulation of mRNA expression of mitF-E and mitF-E genes. Real-time PCR was used to detect the reproducibility of miRNA in 7 species. The conditions for the introduction of intracellular protein were established.