宇宙に生きる宇宙からひも解く新たな生命制御機構の統合的理解

重力が駆動する新奇骨代謝メカニズムの解明- 公募研究 2018－2019

1. A01 小椋
2. A01 高橋（秀）
3. A01 高橋（智）
4. A01 道上
5. A01 檜井
6. A01 湊元
7. A01 二川
8. A01 茶谷
9. A01 川上
10. A01 秋山
11. A01 冨田

1. A02 篠原
2. A02 三枝
3. A02 前川
4. A02 安部
5. A02 大神
6. A02 河野
7. A02 高野

1. A03 鈴木
2. A03 中村
3. A03 原田
4. A03 小林
5. A03 宮本
6. A03 舟山
7. A03 柿沼

1. B01 ラザルス
2. B01 加藤
3. B01 國枝
4. B01 北宅
5. B01 沢野

研究課題名	重力が駆動する新奇骨代謝メカニズムの解明
研究代表者	高野 晴子 国立循環器病研究センター研究所 細胞生物学部・上級研究員 Website http://www.ncvc.go.jp/res/divisions/structural_analysis/takano.html
研究協力者	千葉 彩乃 国立循環器病研究センター研究所 細胞生物学部・上級研究員

微小重力下では、骨芽細胞–破骨細胞–骨細胞ネットワークが生み出す絶妙な骨代謝バランスが破綻し、急激な骨量減少をきたす。骨量を維持するためには、脂肪・軟骨・骨に共通の前駆細胞(間葉系幹細胞)から、骨を作る骨芽細胞が持続的に供給される必要がある。しかし微小重力下では、骨細胞を起点として破骨細胞が活性化され、間葉系幹細胞から骨芽細胞への分化が抑制される。一方で、宇宙飛行士の脛骨と橈骨の骨密度比較では、脛骨でのみ骨量減少が認められることから、上記の微小重力依存的な骨細胞シグナルのみでは、説明ができないと考えられる。すなわち、脛骨に代表される体重支持骨では、荷重負荷を感知する骨代謝機構が存在しており、この破綻が宇宙での重篤な骨量減少を招いている可能性があると考えた。

私たちが着目しているOsteocrin(OSTN)はナトリウム利尿ペプチド(NP)ファミリーに属する分泌性タンパク質である。興味深いことにOSTNの発現パターンは荷重により伸展刺激のかかる部位と一致している。またこれまでの解析から、OSTNの標的細胞は間葉系幹細胞であり、OSTNは骨系譜への運命決定に必要であると推測される。以上のことから、OSTNが宇宙での部位特異的な骨量減少の一端を説明できるのではないか、と考えた。そこで本研究では、(1)「OSTNが荷重負荷駆動の新奇骨代謝メカニズムで機能すること」を明らかにし、(2)「OSTNが宇宙環境下での骨量減少を軽減すること」を検討する。