内向き整流性カリウムチャネルによる骨形成調節機構の解明とその応用

前骨芽細胞の細胞増殖・細胞分化は骨組織恒常性維持において重要な役割を果たしている。我々は、マウス前骨芽細胞MC3T3-E1を用いて細胞増殖・細胞分化におけるイオンチャネルの役割を検討した。これまでの検討により、MC3T3-E1細胞には中コンダクタンスカルシウム活性化カリウムチャネルKCa3.1が機能発現し細胞増殖を促進するのに対して、内向き整流性カリウムチャネルKir2.1が骨芽細胞分化により発現が亢進することを明らかにしている。本検討において、骨芽細胞分化に伴うKir2.1発現亢進が細胞内カルシウムシグナルを亢進させて骨芽細胞分化を促進することを示した。培養細胞に加えてマウス胎児より単離した中足骨を用いた軟骨内骨化モデルにおいてもKir2.1阻害薬は骨石灰化を抑制したことから軟骨内骨化の制御においても重要な役割を果たすことが示された。また、骨芽細胞分化にともなうKir2.1発現亢進メカニズムを検討したところ、microRNA網羅解析やmicroRNA阻害薬、microRNA mimicを用いた検討から、microRNAを介した制御が重要な役割を果たすことが示された。これまでの継続した研究成果より、KCa3.1及びKir2.1は骨芽細胞増殖及び細胞分化の制御において重要な役割を果たすことを明らかにしてきた。今後はこれらの知見を基に骨形成制御を目的としたイオンチャネル創薬の標的分子としての可能性を検討していく予定である。

前骨芽細胞の細胞増殖・細胞分化は骨組織恒常性維持において重要な役割を果たしている。我々は、マウス前骨芽細胞MC3T3-E1を用いて細胞増殖・細胞分化におけるイオンチャネルの役割を検討した。これまでの検討により、MC3T3-E1細胞には中コンダクタンスカルシウム活性化カリウムチャネルKCa3.1が機能発現し細胞増殖を促進するのに対して、内向き整流性カリウムチャネルKir2.1が骨芽細胞分化により発現が亢進することを明らかにしている。本検討において、骨芽細胞分化に伴うKir2.1発現亢進が細胞内カルシウムシグナルを亢進させて骨芽細胞分化を促進することを示した。培養細胞に加えてマウス胎児より単離した中足骨を用いた軟骨内骨化モデルにおいてもKir2.1阻害薬は骨石灰化を抑制したことから軟骨内骨化の制御においても重要な役割を果たすことが示された。また、骨芽細胞分化にともなうKir2.1発現亢進メカニズムを検討したところ、microRNA網羅解析やmicroRNA阻害薬、microRNA mimicを用いた検討から、microRNAを介した制御が重要な役割を果たすことが示された。これまでの継続した研究成果より、KCa3.1及びKir2.1は骨芽細胞増殖及び細胞分化の制御において重要な役割を果たすことを明らかにしてきた。今後はこれらの知見を基に骨形成制御を目的としたイオンチャネル創薬の標的分子としての可能性を検討していく予定である。