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Exploration of vitamin D metabolites involved in the maintenance of bone metabolic balance

维生素D代谢物参与维持骨代谢平衡的探索

基本信息

批准号：
22K19101
负责人：
長澤和夫
金额：
$ 4.16万
依托单位：
Tokyo University of Agriculture and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-06-30 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

哺乳類の骨密度は「破骨細胞による骨破壊」と「骨芽細胞による骨形成」からなる骨代謝バランスにより厳密に制御されている。ヒトの場合、骨代謝のバランスはビタミンD (以下VD)やビタミンKなどの栄養素、また運動等による骨への力学負荷 (運動負荷)により調節される。特に力学負荷が減弱すると、骨破壊 (骨量の減少)が異常に亢進することで骨代謝バランスが破綻し、廃用性骨粗鬆症になる。本疾患は、入院や加齢等で寝たきり状態の継続、また宇宙滞在時の微小重力環境により引き起こされ、現代の高齢化社会の喫緊の課題である。これまで本疾患に関し、実験室レベルで検証可能な力学負荷の加重による骨代謝機構が精力的に研究されている。一方、力学負荷の減弱で亢進する骨破壊機構は依然不明である。本研究では、一部の哺乳動物が冬眠環境等で力学負荷が減弱した状態で廃用性骨粗鬆症が観察されないことに着目し、当該動物の活動期と冬眠期での血中における、骨代謝に重要なVD代謝物群の各濃度を調べることで、廃用性骨粗鬆症の亢進を阻害する鍵化合物をVD代謝物群の中から同定することを目的とした。血中からVD代謝物群の各濃度を測定するためには、LC-MS/MS法を用いるが、これらの濃度を正確に測定するためには、各VD代謝物の重水素標識化された誘導体が必要になる。そこで本研究では、重水素化標識VD代謝物の合成法を開発することとした。また合成した標識代謝物類を用い、冬眠動物の活動期と冬眠期の血清サンプルからVD代謝物群の濃度を比較することで、VD鍵代謝物を同定し、本化合物の破骨細胞への分化抑制を指標とした生物活性評価を計画した。本年度は、VD骨格中に複数の重水素が導入されたVD誘導体の一般合成手法を開発した。

Mammalian bone mineral density is divided into osteoclast, osteoclast and osteoblast. The mechanical load (exercise load) of bone marrow is regulated by the condition of bone metabolism, such as vitamin D (VD), vitamin K, exercise, etc. Special mechanical load is weakened, bone fracture (bone mass reduction) is abnormally increased, bone metabolism is defective, and bone loss is caused by osteoporosis. This disease is caused by the state of sleep, the microgravity environment of the universe, and the tension of modern high-tech society. This is a study on the relationship between stress and bone metabolism. One side, the mechanical load is weakened, the bone fracture mechanism is still unknown. In this study, a number of mammals were investigated for the presence of functional osteoporosis in the state of reduced mechanical stress in hibernation environments, and for the regulation of concentrations of VD metabolites important for bone metabolism in the blood during active and hibernation periods. It is necessary to determine the concentrations of VD metabolites in blood by LC-MS/MS method and to identify the heavy water inducers of VD metabolites. In this study, we developed a synthetic method for the identification of VD metabolites with heavy water. To identify metabolites, to compare the concentrations of VD metabolites in the serum of hibernating animals during the active and hibernation periods, to identify metabolites of VD bonds, to evaluate the biological activity of the compounds as indicators of inhibition of osteoclast differentiation. This year, a general synthesis method for introducing a plurality of heavy hydrocarbons into the VD matrix was developed.

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Stereoselective synthesis of lactone-vitamin D3 and identification of its binding protein

内酯-维生素D3的立体选择性合成及其结合蛋白的鉴定

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Ryota Sakamoto;Akiko Nagata;Shadi Sedghi Masoud;Minami Odagi;Aileen Mendoza;Yasushi Takemoto;Atsushi Kittaka;Motonari Uesugi;Kazuo Nagasawa
通讯作者：
Kazuo Nagasawa

シトクロムP450によるビタミンD3ラクトンの代謝物探索と構造解析

使用细胞色素 P450 进行维生素 D3 内酯的代谢搜索和结构分析

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
Nagata Akiko;Iijima Kazuto;Sakamoto Ryota;Mizumoto Yuka;Iwaki Miho;Takiwaki Masaki;Kikutani Yoshikuni;Fukuzawa Seketsu;Odagi Minami;Tera Masayuki;Nagasawa Kazuo;飯島一翔,坂本良太,永田亜希子,水本結花,仲谷尚人,安田佳織,榊利之,福沢世傑,滝脇正貴,菊谷善國,小田木陽,寺正行,長澤和夫
通讯作者：
飯島一翔,坂本良太,永田亜希子,水本結花,仲谷尚人,安田佳織,榊利之,福沢世傑,滝脇正貴,菊谷善國,小田木陽,寺正行,長澤和夫

環境応答型蛍光分子を有する蛍光ビタミンDプローブの開発

开发具有环境响应荧光分子的荧光维生素 D 探针