Sialin-STAT3軸はマウスの骨恒常性を調節する

科学分野:

• 細胞生物学
• 生化学
• 生理学

背景:

• ミトコンドリアの調節は、骨形成と骨格恒常性における間葉系幹細胞（MSC）にとって重要である。
• 食事性硝酸塩とその輸送体であるSialinは、全身の恒常性で知られているが、MSCにおけるその役割は不明である。

研究 の 目的:

• MSCの機能と骨恒常性におけるSialinの役割を調査すること。
• Sialinが骨形成分化とミトコンドリアの生物エネルギーに影響を与える分子メカニズムを解明すること。

主な方法:

• MSCに対するSialinの影響を評価するために、機能獲得および機能喪失研究を利用した。
• ミトコンドリアにおけるSialinの局在とそのpSTAT3^S727との相互作用を調査した。
• 老齢マウスにおけるSialinの発現とMSCの機能に対する食事性硝酸塩の効果を調べた。

主要な成果:

• Sialin欠損はMSCの機能を損ない、骨恒常性を破壊する。
• Sialinはミトコンドリア膜に局在し、ミトコンドリアの生物エネルギー学的完全性を維持することにより骨形成分化を促進する。
• SialinはpSTAT3^S727をミトコンドリアにリクルートし、ミトコンドリアの生物エネルギーを増強し、骨リモデリングを安定化させる複合体を形成する。
• 食事性硝酸塩の投与は、老齢マウスにおけるSialinの発現を回復させ、MSCの機能を改善し、骨粗鬆症を予防した。

結論:

• 新たな栄養応答性シグナル伝達軸：硝酸塩-Sialin-pSTAT3^S727を特定した。
• この軸は、ミトコンドリア恒常性を通じて骨形成分化を促進する。
• この経路は、加齢関連骨粗鬆症の潜在的な治療戦略を表す。