論文サマリー

副甲状腺ホルモン（PTH）は強力な骨形成促進作用を有しており、骨粗鬆症の治療に使用されているが、そのメカニズムについては不明な点が残っている。私共は、これまでに、TGF-βのシグナル分子であるSmad3やPTHによって誘導される因子としてTmem119を同定し、Tmem119がin vitroで骨芽細胞分化を促進することを明らかにしてきた（Hisa et al, J Biol Chem 2011;286(11):9787-96., Tanaka et al, Bone 2012; 51(1):158-67.）。さらに、Tmem119はマウス骨の遺伝子共発現ネットワーク解析によって、骨芽細胞で多くの遺伝子と関連する因子の１つとして抽出されており、最近の報告においても、ヒトGWAS研究において、加齢に伴う骨量減少に関連することが示されている。しかし、生体内でのPTHの骨形成促進作用におけるTmem119の役割は不明である。今回の研究では、CRISPR-Cas9によるゲノム改変によって作成したTmem119欠損マウスを用いて、PTHの骨形成促進作用におけるTmem119の役割を検討した。

野生型およびTmem119欠損マウスに、PTH (80 µg/kg, 1回/日)を6週間腹腔内投与した。雌雄マウスにおけるマイクロCT解析の結果、PTHは海綿骨の骨量（BV/TV）、骨密度、骨梁数、骨梁連結密度、および、皮質骨の骨密度、皮質骨厚、皮質骨面を増加させた。Tmem119欠損はこれらのPTHによる効果を抑制した。Tmem119欠損の影響が雄よりも雌マウスで顕著であったため、以降の実験は雌マウスを用いて実験を行った。カルセインラベルを行った硬組織切片の解析により、Tmem119欠損はPTHによる骨形成および石灰化速度の促進を抑制した。さらに、Tmem119欠損は、PTHによる骨芽細胞数の増加を抑制したが、破骨細胞数の増加には影響をおよぼさなかった。マウス初代培養骨芽細胞を用いた検討において、Tmem119欠損はPTHによる古典的Wnt/β-カテニンシグナルとALP活性の促進を抑制したが、抗アポトーシス作用には影響をおよぼさなかった。

以上より、マウスにおいてPTHの骨形成促進作用にTmem119が寄与することが明らかになった。さらに、Tmem119は骨芽細胞において、PTHの古典的Wnt/β-カテニンシグナルとALP活性促進作用に関与することが示唆された（図参照）。

著者コメント

Tmem119に関する研究は、10年以上前にin vitroの実験からスタートしたものですが、今回、Tmem119がマウス生体内でPTHの骨形成促進作用に寄与することを明らかにすることができました。しかし、Tmem119欠損の影響が雄よりも雌マウスで強くみられたことなど、Tmem119の骨代謝における役割についてはまだ不明な点があります。今後もさらに解析を進め、生体内でのTmem119の役割を明らかにしていきたいと考えています。本研究にあたり多くのご指摘・ご助言を頂きました梶博史先生にこの場をお借りして感謝申し上げます。

（近畿大学医学部再生機能医学教室　河尾 直之）

2024年7月23日