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翻訳後修飾系による骨形成制御に関する基礎的研究

翻译后修饰系统调控骨形成的基础研究

基本信息

批准号：
21K10151
负责人：
野崎中成
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Osaka Dental 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-21K10151/
关键词：
翻訳後修飾 PARP1 PARG ポリADP-リボース PARP阻害剤 PARP阻害薬

项目摘要

本研究課題は、翻訳後修飾系の１つであるポリADP-リボシル化を介した骨形成における細胞情報伝達の機序を解明し、異所性骨化など骨疾患の病態を改善するための基礎的研究である。2021年度、臨床承認薬olaparibが骨芽前駆細胞MC3T3-E1の骨芽細胞分化を抑制することを明らかにした。そこで、本年度はolaparibによる骨芽細胞分化の抑制機序を解析するために、small RNA sequence解析を行い、microRNA (miRNA) の発現変動を網羅的に解析した。Pathway解析を行った結果、Wntシグナル経路を含む複数の細胞内経路に変動が認められ、骨芽細胞分化の抑制に寄与する複数のmicroRNAの候補を抽出した。今後、骨芽細胞分化の抑制に関わるmiRNAを同定することで、PARP1/PARGの微調整メカニズムにどのように寄与するのかを解明する。また、ポリADP-リボシル化サイクルが破骨細胞分化に及ぼす影響について解析するための予備実験として、分化誘導、添加する阻害薬の濃度などの実験条件を検討した。破骨前駆細胞RAW264において、分化誘導に用いるRANKLを濃度10-200 ng/mLで処理し、200 ng/mL添加時に顕著な破骨細胞への分化誘導を確認した。RAW264細胞に対して、PARG阻害薬およびolaparibの細胞毒性を調べた結果、IC50値は、それぞれ>30μMと23.7μMであった。さらに、PARG阻害薬は細胞内にポリADP-リボース（PAR）を集積し、一方で、olaparibはPAR集積量を低下させたことから、RAW264細胞において、阻害薬がそれぞれPARGおよびPARPの機能を阻害していることが示唆された。

This study aims to investigate the mechanism of cellular information transmission in bone formation and improve the pathologies of bone diseases by studying the post-translational modification system. In 2021, it was clinically recognized that olaparib inhibited the differentiation of bone bud cells MC3T3-E1. This year, we analyzed the inhibitory mechanism of osteoblast differentiation, small RNA sequence analysis and microRNA (miRNA) development. Pathway analysis results, Wnt pathway, including multiple intracellular pathway activation, inhibition of bone bud differentiation, and multiple microRNA candidates were extracted. In the future, miRNA regulation and PARP1/PARG microregulation are related to inhibition of osteoblast differentiation. To investigate the preparation, differentiation induction, and concentration of additional inhibitors for osteoclast differentiation and analysis. Osteoclast RAW264 cells were treated with RANKL at a concentration of 10-200 ng/mL, and osteoclast differentiation induction was confirmed at a concentration of 200 ng/mL. RAW264 cell line, PARG inhibitor and olaparib cytotoxicity modulation results, IC50 values, values>30μM and 23.7μM PARG inhibitors accumulate in cells and decrease PAR accumulation in RAW264 cells. PARG inhibitors inhibit PARP function.