翻訳後修飾系による骨形成制御に関する基礎的研究

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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。