骨折治癒過程におけるマイオカイン:irisinの役割とその機序解明

骨折愈合过程中的肌因子：鸢尾素的作用及其机制的阐明

• 批准号: 21K09233
• 负责人: 大田 陽一
• 金额: $ 2.41万
• 依托单位: Osaka Metropolitan University (2022)Osaka City University (2021)
• 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-21K09233/
• 关键词: マイオカイン; 骨形成タンパク; 骨形成

運動器の主要な構成体である骨は、その周囲の筋肉と協調して恒常性を維持している。よって、骨損傷時には、骨組織自体の因子の他に、周囲の組織環境因子としての筋組織の役割は骨組織の修復やその後のリモデリングに重要であると考えられる。本研究では、骨・筋組織両者に関わるサイトカインであるマイオカイン：irisinに着目し、irisinの骨折治癒過程における効果について、骨組織に内在し骨癒合に重要な役割を果たす骨形成タンパク；Bone Morphogenetic Protein（BMP）との相互作用機構を明らかにする。In vivo BMP誘導骨形成に対するirisinの効果を検証するために、ポリエチレングリコールペレットにrh-BMP2(5μg)を含有した。生後4週齢のマウスの背筋膜下にこれらペレットを埋植し、rh-irisin（100μg/kg)をマウス腹腔内に全身投与を行った。irisinによるBMP誘導異所性骨形成に対する影響を検討するため、rh-irisin非投与群をコントロールとしてマイクロCTを用いた骨微細構造解析を行った。rh-irisin（100μg/kg)投与群ではコントロール群に比べて平均骨体積（TV）、平均骨梁体積BV、平均骨微細構造BV/TV及び平均骨塩量は有意に増加した。また、in vitroの実験系において、C2C12細胞を培養し、rh-BMP2 (200ng/mL) 添加し骨芽細胞分化を誘導する。rh-irisin(100ng/mL)投与後のRNAを回収し、骨芽細胞分化マーカーとしてALPの発現量をReal time RT-PCR法を用いて解析した。rh-BMP2投与によってALP活性の上昇を認めた。rh-irisin 100ng/ml共投与群ではrh-BMP2単独投与群に比べて有意なALP活性の上昇を認めた。

The main components of the motor are the bones, the muscles and the coordination. When bone damage occurs, other factors of bone tissue itself and surrounding tissue environment factors are important for bone tissue repair. This study is concerned with the relationship between bone and tendon tissue: irisin and fracture healing; irisin and bone formation;Bone Morphogenetic Protein (BMP) and its interaction mechanism. In vivo BMP-induced bone formation in response to irisin effects demonstrated by rh-BMP2(5μg) After 4 weeks of life, rh-irisin (100μg/kg) was injected into the abdominal cavity. Irisin induces heterosexual bone formation and its effects are discussed. rh-irisin (100μg/kg) significantly increased the mean bone volume (TV), mean bone volume BV, mean bone microstructure BV/TV and mean bone mass. C2C12 cells were cultured in vitro and rh-BMP2 (200ng/mL) was added to induce bone bud differentiation. RNA recovery and ALP production after rh-irisin(100ng/mL) administration were analyzed by Real time RT-PCR. rh-BMP-2 expression and ALP activity increased significantly. rh-irisin 100ng/ml co-administered versus rh-BMP2 alone administered versus group was significantly higher in ALP activity.

项目成果

rh-BMP-2とZoledronateの局所同時投与による骨髄環境下骨形成誘導効果

rh-BMP-2和唑来膦酸局部同时给药对骨髓环境中骨形成的影响

• 发表时间: 2021
• 作者: 大田 陽一;上山 秀樹;今井 祐記;洲鎌 亮;箕田 行秀;高岡 邦夫;中村 博亮
• 通讯作者: 中村 博亮