Identification of regulators of bone regeneration using multiple modes of CRISPR-Cas9 genetic screens

使用多种 CRISPR-Cas9 遗传筛选模式鉴定骨再生调节因子

• 批准号: 20H03872
• 负责人: 中道 裕子
• 金额: $ 11.32万
• 依托单位: Matsumoto Dental University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H03872/
• 关键词: Wnt; 骨再生制御因子; ゲノム編集スクリーニング; Ryk; 活性型ビタミンD; ビタミンD

in vivoマウス実験によりビタミンDシグナルの過剰(Hypervitaminosis D)に伴う高カルシウム血症に起因する骨折治癒（骨再生）不全および軟組織の石灰化亢進を2021年度に見出した。2022年度は、慢性腎不全(CKD)モデルマウスを用いて、低カルシウム血症と活性型ビタミンD低下症に伴う軟組織石灰化のメカニズムを解析した。2021年度の研究成果と2022年度の研究成果により、軟組織の石灰化の進行に関し、活性化ビタミンDと骨芽細胞内のビタミンD受容体(VDR)は真逆の方向に働き、Hypervitaminosis Dにおいては骨再生を抑制する一方軟組織石灰化を促進し、CKDにおいては骨再生を促進するとともに軟組織石灰化進行を抑制する方向に働くことを明らかにした。そこで、in　vivo骨芽細胞が活性型ビタミンＤ応答性に放出する骨再生抑制因子および動脈石灰化促進因子の同定のための実験を行った。その結果、Hypervitaminosis DとWntシグナル伝達破綻の関連が示唆された。そこで、 Wntシグナルの正の調節因子（骨再生促進因子）および負の調節因子を探索した。具体的には、遺伝子発現オンシステムCrispr-A と遺伝子発現オフシステムCrispr-KO により発現上昇または抑制した各遺伝子機能を、代表者が開発したWntシグナル活性依存性細胞死回避レポーターシステムを用いて評価した。Hypervitaminosis Dによる骨形成低下と軟組織石灰化には、TGFbetaシグナル分子の関与が示唆され、CKDによる骨形成低下と軟組織石灰化には、Wntシグナル分子と糖転移酵素の関与を示唆するデータを得た。以上、2022年度は、ビタミンDの代謝異常を研究することで、骨再生に寄与する因子を見出すことが出来た。

In vivo, fracture healing (bone regeneration) and calcification of soft tissue will be seen in 2021 due to hyperthyroidism D. In 2022, chronic renal insufficiency (CKD) was diagnosed as a disease associated with calcification of soft tissue. The research results of 2021 and 2022 are related to the progress of calcification of soft tissue, activation of protein D, and inhibition of bone regeneration in bone bud cells (VDR). In vivo, bone bud cells release active-type inhibitors of bone regeneration and calcification promoters. The results showed that Hypervitaminosis D and Wnt were related to the defect. To explore the positive and negative regulatory factors of bone regeneration promotion factors. Specifically, the expression of CRISPR-A, CRISPR-KO, CRISPR-A, CRISPR-A, CRISPR-KO, CRISPR-A, CRISPR-A, Hypervitaminosis D is associated with low bone formation and soft tissue calcification, TGFbeta molecules and expression, CKD is associated with low bone formation and soft tissue calcification, Wnt molecules and sugar transfer enzymes. In 2022, the metabolic abnormality of bone regeneration was studied.

项目成果

マックス・プランク研究所(ドイツ)

马克斯·普朗克研究所（德国）

ビタミンDの骨組織における役割とは？

维生素D对骨组织有什么作用？

• 发表时间: 2022
• 作者: 中道裕子;劉子洋;森 智紀;宇田川信之;中道裕子;宇田川信之
• 通讯作者: 宇田川信之

The vitamin D receptor in osteoblastic cells is crucial for the proresorptive activity, hypercalcemia, and soft tissue calcification, induced by 1α,25(OH)2D3

成骨细胞中的维生素 D 受体对于 1α,25(OH)2D3 诱导的促吸收活性、高钙血症和软组织钙化至关重要

• 发表时间: 2022
• 作者: Yuko Nakamichi;Tomoki Mori;Hisataka Yasuda;Naoyuki Takahashi;Nobuyuki Udagawa
• 通讯作者: Nobuyuki Udagawa

食物アレルギー性腸炎併発骨量減少におけるIL-4の役割の解析

IL-4在食物过敏性肠炎相关骨丢失中的作用分析

• 发表时间: 2022
• 作者: Yuko Nakamichi;Tomoki Mori;Hisataka Yasuda;Naoyuki Takahashi;Nobuyuki Udagawa;玉井雅人，宇野智，山田悟生，中村翔太郎，曽我皓平，中道裕子，小出雅則，高野智弘，宇田川信之，清野宏，八村敏志，足立(中嶋)はるよ
• 通讯作者: 玉井雅人，宇野智，山田悟生，中村翔太郎，曽我皓平，中道裕子，小出雅則，高野智弘，宇田川信之，清野宏，八村敏志，足立(中嶋)はるよ

骨ミネラル代謝におけるビタミンDとWntシグナルの作用機序の解明

阐明维生素D和Wnt信号在骨矿物质代谢中的作用机制

• 发表时间: 2020
• 作者: 中道裕子;劉子洋;森 智紀;宇田川信之;中道裕子;宇田川信之;西田大輔，荒井敦，堀部寛治，中道裕子，細矢明宏，中村浩彰，小林泰浩，宇田川信之，溝口利英;何治鋒，溝口利英，平賀徹，村上康平，中道裕子，山下照仁，小出雅則，宇田川信之，小林泰浩;中道裕子
• 通讯作者: 中道裕子