骨リモデリング因子Fam102aが骨代謝を制御するメカニズムを解明

●背景
　骨は常に新しくつくり替えられており、この過程は「骨リモデリング」と呼ばれます。骨リモデリングは、骨を破壊する破骨細胞や骨を形成する骨芽細胞などによる細胞間コミュニケーションによって相互に制御されています。この骨リモデリングの破綻は、骨粗鬆症に代表されるさまざまな骨疾患の原因となります。
これまで、破骨細胞や骨芽細胞への分化を制御する分子メカニズムについて多くの研究が報告されています。しかし、破骨細胞は造血幹細胞に由来し、骨芽細胞は間葉系幹細胞に由来するため、その起源が異なります。このため、両者の細胞分化に共通して関与する因子についての報告はほとんどありませんでした。その結果、破骨細胞と骨芽細胞の両方の細胞分化を共に制御する因子の存在を探る視点での研究は、これまで十分に行われていませんでした。

●研究成果
　研究グループは、骨の破壊と形成を司る各細胞におけるマスター転写因子を欠損させた細胞を用いた網羅的遺伝子発現解析の結果から、両細胞の分化を制御すると考えられる共通因子を新たな「骨リモデリング因子」として同定し、その生体内における役割や細胞内における分子メカニズムを報告しました。
　まず、破骨細胞分化のマスター転写因子であるNFATc1を欠損した破骨細胞と、骨芽細胞分化のマスター転写因子であるRunx2を欠損した骨芽細胞を用いて、網羅的遺伝子発現解析を実施しました。その結果、破骨細胞と骨芽細胞の両方の分化に関わる新規遺伝子としてFam102aを同定しました（図2）。


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図2. マスター転写因子欠損細胞を用いた網羅的遺伝子発現解析によるFam102aの同定（数字は遺伝子数）

次に、Fam102a欠損マウスを新たに作製し、これらの骨を用いた解析を行い、Fam102aが破骨細胞と骨芽細胞の両方の細胞分化を正に制御していることが明らかになりました。Fam102aを全身で欠損したマウスでは、骨形成の著しい低下により骨量が顕著に減少していたことから（図3a）、Fam102aが生体内で特に骨芽細胞において重要な機能を果たしていることが示されました。


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