骨芽細胞周期の開始を制御するカルシウム依存性Kチャネルの調節機構解明

阐明控制成骨细胞周期启动的钙依赖性 K 通道的调节机制

• 批准号: 18K17012
• 负责人: 堀 元英
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-01 至 2020-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18K17012/
• 关键词: カルシウム依存性K+チャネル; 骨粗鬆症; 骨芽細胞; 細胞周期; IKチャネル

骨粗鬆症は国内の患者数が1300万人に達し、骨折の増加から寝たきりになるなどQOLの低下に直結する病気である。現在までに骨粗鬆症を予防・治療する薬物が開発されてきたが、骨吸収を抑制するだけでなく、骨産生を増強する薬物があれば併用することにより、より生理的な骨量の増加が期待される。骨粗鬆症を予防・治療する薬物の作用メカニズムは骨吸収の抑制と骨産生の増強である。更に、後者の詳細なメカニズムの解明のためには骨芽細胞の増殖・分化の制御メカニズムを詳細に解析する必要があるが、細胞膜の電位変化による増殖制御メカニズムは未だに明らかになっていない。また、骨芽細胞の様な非興奮性細胞が神経や心筋細胞の様な興奮性細胞と違って、膜電位変化の生理的意義が確立していない。本研究は骨芽細胞において、カルシウム依存性K+チャネルの一つであるIK (Intermediate-conductance Ca2+-activated K+)チャネルが細胞周期の開始を制御することにより細胞増殖しているのではないかと仮説を立てて研究を行うことにより、骨芽細胞の詳細な増殖メカニズムを明らかにすることを目的とした。昨年度、フローサイトメトリー法を用いた研究で骨芽細胞株であるMC3T3-E1の細胞周期を推定し、IKチャネルの活性化作用を持つ薬物を添加したものではS期の細胞の割合が増加することが明らかになっていた。その結果をもとに、patch-clamp法whole-cell modeを用いてS期の細胞の静止膜電位を計測し始めた。

骨质疏松症是一种直接导致生活质量下降的疾病，日本的患者人数达到1300万，并增加了骨折导致卧床不起的事件。迄今已开发出预防和治疗骨质疏松症的药物，但是如果药物不仅抑制骨吸收，而且还会增加骨骼的产生，则可以预期可以使用骨骼量的生理增加。预防和治疗骨质疏松症的药物作用机制正在抑制骨吸收并增强骨骼的产生。此外，为了阐明后者的详细机制，有必要分析控制成骨细胞增殖和详细分化的机制，但是尚未阐明细胞膜电位变化的机制。此外，与兴奋性细胞（例如成骨细胞）不同，尚未确定膜电位变化的生理意义。这项研究旨在通过假设IK（中间传导Ca2+激活的K+）通道（钙依赖性的K+通道之一）通过控制骨细胞中的细胞周期起始来增殖，旨在阐明成骨细胞增殖的详细机制。去年，一项使用流式细胞仪的研究用于估计成骨细胞系MC3T3-E1的细胞周期，并发现当添加具有IK通道激活作用的药物时，增加了S期细胞的比例。根据结果​​，开始使用贴片钳全细胞模式测量S期细胞的静息膜电位。