クロマチンと遺伝子発現の網羅的解析の併用による組織特異的石灰化機序の同定

通过染色质和基因表达的综合分析识别组织特异性钙化机制

• 批准号: 21K09816
• 负责人: 河野 尚平
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Hiroshima 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 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K09816/
• 关键词: 血管石灰化; 慢性腎不全; イノシトールリン酸; オミクス; 血管異所性石灰化; 血管平滑筋; 骨芽細胞; RNAシーケンシング; 異所性石灰化; 次世代シークエンシング

腎性骨症に代表される骨ミネラル代謝異常がみられる病態においては、骨量・骨質の低下とは対照的に、軟部組織の石灰化が惹起される。血管異所性石灰化は慢性腎不全患者において頻発し、予後不良因子となる。血管石灰化は骨芽細胞形成と共通のメカニズムと軟部組織に特有のメカニズムを有すと想定されており、骨形成を損なうことなく血管石灰化を抑制するためには、血管平滑筋に特有の石灰化メカニズムを解明することが必須である。イノシトール６リン酸（IP6）はハイドロキシアパタイト結晶に結合し、その成長を阻害することから血管石灰化治療薬として期待されているが、ハイドロキシアパタイト成長阻害を作用機序とすると硬組織の骨化をも阻害してしまう危険性が否定できない。IP6は細胞膜透過性は低いが、飲作用によりその一部が細胞内に取り込まれることが知られている。我々が新規に開発した膜透過型IP6（IP6-AM）は石灰化を阻害することを実証した。またIP6は骨芽細胞前駆細胞株KUSA-A1の石灰化を阻害したが、IP6-AMはその石灰化を抑制しなかった。さらに細胞内IP6代謝酵素の遺伝子発現を解析した結果、MOVASではIP6リン酸化酵素群が高発現している一方、KUSA-A1ではIP6脱リン酸化酵素が高発現しており、それぞれの細胞において細胞内IP6代謝が異なることが示唆された。MOVASの石灰化誘導２－３日で平滑筋マーカー遺伝子の低下と石灰化関連遺伝子の増加が確認されたので、石灰化誘導後３日のRNAサンプルを作製した。トランスクリプトーム解析の結果、石灰化誘導によって発現増大する遺伝子として375遺伝子が同定された。それらの遺伝子の中で、IP6による抑制を受けた遺伝子が199種、IP6-AMによる抑制を受けた遺伝子が195種であった。IP6-AMでのみ抑制させる遺伝子として16種類の遺伝子を同定した。

Renal osteopathy represents abnormal bone metabolism, low bone mass and calcification of soft tissue. Vascular heterosis calcification is a frequent occurrence in patients with chronic renal insufficiency and a negative factor in the future. Calcification of blood vessels is common to bone bud cell formation and is unique to soft tissue. It is necessary to determine whether calcification of blood vessels is common to bone bud formation and to inhibit calcification of blood vessels. The mechanism of action of IP6 is to inhibit the growth of hard tissue by inhibiting the growth of hard tissue. IP6 has low cell membrane permeability and low intracellular permeability. We have developed a new membrane transmission type IP6 (IP6-AM) that is resistant to calcification. IP6-AM inhibited the calcification of KUSA-A1 cells, which were derived from bone bud cells. The results of analysis of the expression of IP6 metabolic enzyme in cells showed that MOVAS showed high expression of IP6 deacidifying enzyme group, KUSA-A1 showed high expression of IP6 deacidifying enzyme, and the expression of IP6 metabolic enzyme in cells was different. 2-3 days after MOVAS lime induction, the decrease of lime-related genes and the increase of lime-related genes were confirmed. 3 days after lime induction, RNA expression was controlled. The results of the analysis of lime and lime induction show that the increase in the number of particles and the number of particles are consistent. There are 199 species of IP6-AM and 195 species of IP6-AM. IP6-AM is the same as IP 6-AM.

项目成果

2,3-Diphospho-D-glyceric acid inhibits calciprotein particle growth and calcification in MOVAS cells but not in MC3T3-E1 cells

2,3-二磷酸-D-甘油酸抑制 MOVAS 细胞中钙蛋白颗粒的生长和钙化，但不抑制 MC3T3-E1 细胞

• DOI: 10.1016/j.colcom.2022.100668
• 发表时间: 2022
• 期刊: Colloid and Interface Science Communications
• 影响因子: 4.5
• 作者: Kharaghani Davood;Kohno Shohei;Minamizaki Tomoko;Hoshino Tomonori;Yoshiko Yuji
• 通讯作者: Yoshiko Yuji

６：MEPE-derived ASARM, an inhibitor of calciparticle protein formation, suppresses vascular calcification but not bone formation

图 6：MEPE 衍生的 ASARM，钙颗粒蛋白形成的抑制剂，抑制血管钙化，但不抑制骨形成

• 发表时间: 2021
• 作者: Davood Kharaghani;Tomoko Minamizaki;Shohei Kohno;Tomonori Hoshino;Yuji Yoshiko
• 通讯作者: Yuji Yoshiko