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2024-08-07 16:55:00
ヒトゲノムの約半分は、古代のウイルスに由来する DNA 断片で構成されています。これらの「転移因子」（TE）は、遺伝子発現と疾患の進行を調整する上でさまざまな役割を果たすことが現在知られています。現在、KAUST の研究者が率いる国際チームは、LINE-1 RNA と呼ばれる一般的な転移因子が骨の修復を誘発する上で積極的な役割を果たし、骨粗鬆症やその他の多くの疾患の治療に応用できる可能性があることを示しました。
「かつては『ジャンク DNA』と呼ばれ、科学者たちは TE は無関係、あるいは有害であると考えていました」と、KAUST の研究科学者で、教授のヴァレリオ・オルランド氏および同僚とともにこの研究に取り組んだアリアナ・マンジャヴァッキ氏は言う。「しかし、現在では TE の多くの有益な役割が明らかになりつつあり、骨の修復に関する私たちの研究はこの分野に新たな知識をもたらしています。」
マンジャヴァッキ氏とオーランド氏の研究は、老化のプロセスと、時間の経過とともに体が環境ストレスにどう反応するかに焦点を当てている。科学者は、TE レベルが加齢とともに上昇することを認識しているが、組織の健康におけるその役割は十分に理解されていない。マンジャヴァッキ氏と同僚による以前の研究では、LINE-1 RNA の活動と骨の健康の間に関連があることが示唆されていたため、研究チームはそのメカニズムを検証しようとした。
まず、研究チームは骨折したマウスの配列解析実験を行い、骨折後短期間にTE、特にLINE-1 RNAが増加することを発見しました。
さらに調査を進めると、LINE-1 RNA が慎重に制御された炎症プログラムを活性化し、それが骨折を修復するための特定のシグナル伝達経路を誘導することが判明しました。」
アリアナ・マンジャヴァッキ、KAUST 研究科学者
研究者らはその後、骨粗鬆症の閉経後女性と健康な対照群から採取した骨細胞（骨芽細胞）のTEを調べた。TE、特にLINEは骨密度の高い健康な大腿骨で強く発現が上昇していたが、骨密度が低く骨粗鬆症を患う大腿骨ではLINEの発現が低かった。
「これらの細胞培養に合成 LINE-1 RNA を加えたところ、結果は驚くほど明確でした」とマンジャヴァッキ氏は言います。「LINE-1 RNA で処理した骨芽細胞は、骨基質が豊富にかつ迅速に形成されるという特徴的な表現型を示しました。重要なのは、骨粗鬆症患者由来の細胞が LINE-1 RNA 処理によって回復したことです。」
「人体はウイルスのTEを利用して損傷に対する炎症反応を引き起こし、骨や組織の修復のために自然免疫系を活性化させたようです。TEのいわゆる『ダークサイド』は意図的に私たちのゲノムに取り込まれ、私たちが適応し、より回復力を発揮できるようにしたのです」とオーランド氏は言う。
この発見は2つの特許で保護されており、1つはカリフォルニア州のバイオテクノロジー企業アルトス・ラボにライセンス供与され、もう1つはオーランド氏とマンジャヴァッキ氏が設立した新興企業リピートエラ社にライセンス供与され、再生促進療法を臨床試験に進めることになっている。
「このメカニズムは骨に限ったものではないと私たちは考えています。そのため、合成 LINE-1 RNA に基づく治療法は、角膜の修復から皮膚保護化粧品まで、さまざまな用途に応用できる可能性があります」とマンジャヴァッキ氏は言う。「これらの結果をさらに発展させ、TE が他の細胞タイプにどのように影響するかを理解できることに興奮しています。」
ソース：
ジャーナル参照:
マンジャヴァッキ、A. 他. (2024). LINE-1 RNAはPKRを介した炎症反応を介して骨細胞におけるマトリックス形成を誘発する。 EMBOジャーナル。 doi.org/10.1038/s44318-024-00143-z。
#KAUSTの研究者らが骨修復を促すLINE1 #RNAの役割を解明