ゼブラフィッシュ鰭条骨をモデルとしたSmpd3による骨基質石灰化機構の解明

以斑马鱼鳍鳐骨为模型通过Smpd3阐明骨基质矿化机制

• 批准号: 21K06254
• 负责人: 大湖 史朗
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Kitasato University
• 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 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K06254/
• 关键词: 石灰化; 基質小胞; Smpd3; ゼブラフィッシュ; 骨形成

スフィンゴミエリンを基質とし、骨基質の石灰化におけるリン酸供給源として働くことが予想されるsmpd3に関して、ゼブラフィッシュ尾ひれの再生過程における発現を調べた。その結果、骨芽細胞が分化し始める切断後3日の再生芽内で、smpd3の発現が観察された。また同様の部位でphospho1の発現も観察された。 phospho1はsmpd3の代謝産物であるフォスフォコリンを基質とし、無機リン酸を生じることから、再生芽内の骨基質石灰化過程でsmpd3-phospho1がリン酸供給源 として作用していることが予想された。しかしながら、smpd3の阻害剤であるGW4869を尾ひれ再生過程に投与したものの、再生過程の骨基質石灰化に大きな影響は及ぼさなかった。成体の再生過程では、成熟に時間がかかること、さらに上述の阻害剤を用いた実験では多大な阻害剤が必要となることから、より早期に、かつ少量のスペースで飼育可能な発生過程の骨形成過程に研究対象を移行した。ゼブラフィッシュの最初期に形成される骨の一つである鰓蓋骨に着目し、同様のsmpd3, phospho1の発現を調べたところ、尾ひれ再生芽と同様に、鰓蓋骨が形成され始める72　hpf付近からsmpd3およびphospho1の発現が観察された。さらに、骨芽細胞マーカーであるsp7とsmpd3の2重染色を行ったところ、同様の部位でsp7とsmpd3の発現が観察された。これらの結果より、smpd3およびphospho1は骨芽細胞で発現し、発生および再生過程どちらにも共通して骨基質のリン酸供給源となっていることが予想された。

研究了斑马鱼尾鳍的再生过程中的表达，SMPD3预计将使用鞘磷脂作为底物，并用作骨基质钙化中的磷酸盐来源。结果，在成骨细胞开始分化的裂解后三天内观察到Smpd3的表达。在相似的位点也观察到了磷酸1的表达。由于PhosphO1使用SMPD3的代谢产物磷胆碱作为底物并产生无机磷酸盐，因此可以预测，在再生芽中的骨基质钙化过程中，SMPD3-磷酸1是磷酸盐的来源。然而，尽管在尾鳍再生过程中施用了SMPD3的抑制剂GW4869，但在再生过程中对骨基质钙化没有显着影响。成人再生过程需要时间才能成熟，并且使用上面提到的抑制剂的实验需要大量抑制剂，因此研究受试者被转移到发育性骨形成过程中，可以在较小的空间中提出。为了关注斑驳肿瘤，这是斑马鱼最早形成的骨骼之一，我们研究了类似的SMPD3和Phosho1的表达，就像与尾鳍芽一样，我们观察到SMPD3和phospho1在HPF周围的表达，与g肿瘤开始形成，类似于尾鳍的形成。此外，当执行成骨细胞标记和SMPD3的双重染色时，在同一部位观察到SP7和SMPD3的表达。这些结果表明，SMPD3和磷酸1在成骨细胞中表达，通常用作发育和再生过程中骨基质的磷酸盐来源。

项目成果

Normal skeletal pattern formation in chick limb bud with a mesenchymal hole is mediated by adjustment of cellular properties along the anterior?posterior axis in the limb bud

具有间充质孔的鸡肢芽中正常骨骼模式的形成是通过沿着肢芽的前后轴调整细胞特性来介导的

• DOI: 10.1016/j.ydbio.2021.12.016
• 发表时间: 2022
• 期刊: Developmental Biology
• 影响因子: 2.7
• 作者: Sato Yuki;Fujiwara Momoko;Nishino Haruka;Harada Rei;Kawasaki Eriko;Morimoto Ryo;Ohgo Shiro;Wada Naoyuki
• 通讯作者: Wada Naoyuki