骨芽細胞に発現する栄養センサーTas1Rファミリーが担う骨形成機構の解明

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現在、骨粗しょう症に対する治療薬のほとんどは骨吸収抑制剤である。さらに代表的な骨吸収抑制剤であるビスホスホネートの使用により骨のマイクロダメージが引き起こされ、結果として骨折を引き起こすケースや、顎骨壊死の発症に関与することが明らかとなり、新たな骨形成促進薬の開発が急務である。Tas1r3は口腔粘膜の味蕾に発現し、甘味とうま味を受容するGタンパク共益型受容体として発見された。近年このTas1r3が口腔粘膜以外のさまざまな組織に発現し、栄養（糖質・アミノ酸）センサーとして機能していることが明らかになってきた。そこで本研究では骨組織に発現するTas1r3の役割を検討した。Tas1r3 floxマウスの大腿骨と脛骨の骨髄から骨髄間質細胞（BMSCs）を採取した。Creリコンビナーゼはアデノウイルスを用いて導入した。マウス前骨芽細胞株MC3T3-E1細胞はsiRNAを用いて内在性のTas1r3をノックダウンした。骨芽細胞分化はBMP-4処理やアスコルビン酸およびβ-グリセロリン酸処理で誘導し、ALP活性およびアリザリンレッド染色で評価した。Tas1r3のmRNA量はリアルタイムPCR法で定量した。BMSCsの骨芽細胞分化に伴いTas1r3のmRNA量が上昇した。CreリコンビナーゼによりTas1r3をノックアウトしたBMSCsではALP活性やアリザリンレッドの染色性が低下した。siRNAを導入してTas1r3をノックダウンしたMC3T3-E1細胞では細胞増殖能やBMP-4で誘導したALP活性が著明低下した。骨芽細胞局所に発現している栄養センサーが骨形成に必須の役割を果たしている可能性が示唆された。今後、骨芽細胞特異的Tas1r1のノックアウトマウスを用いることで、甘味とうま味受容体の役割を区別していきたい。