骨密度
- 骨密度はRANKL遺伝子(rs1021188)の遺伝子型によって個人差が生じ、TT型保有者は骨密度低下リスクが高い
- 日本人の約47.4%がTT型を保有しており、骨粗鬆症の遺伝的リスクを持つ割合が高い
- カルシウム・ビタミンD・ビタミンKの摂取と適度な運動が骨密度維持に有効である
概要 <>周りに、骨折などの怪我をしやすい人がいませんか?身体が丈夫で一度も骨折したことがない人もいますが、その理由は何でしょうか。 怪我しやすさには、事故や怪我が起こりやすい環境や生活習慣などが影響しますが、実は遺伝子も骨の強度(骨密度)に関与していることが分かっています。 骨密度が低下すると、骨折のリスクが高くなります。骨密度が低下する状態は骨粗鬆症と呼ばれ、加齢によって骨密度が低下するため、高齢者の骨折は寝たきりの主な原因となっています。 驚くことに、骨の丈夫さ(骨密度の高さ)には、遺伝的要因(体質)が関与しているとされています(参考リンク1)。なので、自分自身の骨が丈夫な体質なのかどうか遺伝子検査を利用して調べてみませんか? 2. 理論的根拠 骨の質と量を維持するためには、「破骨(古くなった骨を壊す)」と「造骨(新しい骨を造る)」というプロセスが重要です。このバランスが崩れ、「破骨」が「造骨」を上回ると、骨密度が低下します。 この原因の一つとして、13番染色体に存在する遺伝子「RANKL (receptor activator of nuclear factorkappa B (RANK) ligand)」が見つかりました。 この遺伝子に属するDNA領域の一つが「rs1021188」です。このDNA領域は、約6,000人のスウェーデン人を対象に行われた遺伝的多型の解析で、骨密度の低さに関連して多型のあるDNA領域として発見されました。 「rs1021188」には、「CC型」、「CT型」、「TT型」の3つの遺伝子型があります。日本人の遺伝子型タイプは、「CC型」9.7%、「CT型」42.9%、「TT型」47.4%です(参考リンク4)。 そのうち「CT型」や「TT型」のようなTを含む遺伝型では、遺伝子「RANKL」の量が増え、骨吸収が促進されるため、骨密度の低下が起こりやすくなります。 特に「TT型」の場合は、遺伝子「RANKL」の量がより多くなり、将来的に「骨粗鬆症」になるリスクが高くなる傾向があります。 3. 作用機序 骨の質と量を維持するためには、「破骨」と「造骨」のサイクルを繰り返すことが重要です。 破骨細胞は、コラーゲンを分解する酵素であるコラゲナーゼや細胞の分化や増殖に作用するタンパク質のサイトカインなどを放出し、破損あるいは老朽化した骨組織を吸収、除去します。その後、骨芽細胞が新生骨を形成することで骨の質と量を維持します。 このサイクルが何らかの要因で障害され、破骨が造骨を上回った状態になると骨密度が低下します。(参考リンク2) 遺伝子「RANKL」は破骨細胞分化因子とも呼ばれる遺伝子で、破骨細胞の成熟を刺激して骨吸収を促進する働きを持ちます。 DNA領域「rs1021188」が「CT型」や「TT型」だと、遺伝子「RANKL」の量が増えることで破骨細胞が活性化します。これにより、骨吸収が促進されるので骨密度が低下しやすくなる傾向にあります(参考リスク3, 5)。 骨密度が低いと骨粗鬆症になりやすく、この状態での骨折は寝たきりの原因にもなります。 そのため、日頃からカルシウム、ビタミンD、ビタミンKなど、骨の形成に役立つ栄養素を積極的に摂取し、定期的に散歩などの軽い運動を継続することが重要です。
骨密度とは何か ― 骨の強さを決める指標
骨密度とは、骨に含まれるカルシウムやミネラルの量を示す指標であり、骨の強度を直接反映します。骨密度が低下すると骨折リスクが上昇し、骨粗鬆症と診断されます。骨密度の高さには遺伝的要因(体質)が深く関与していることが研究で明らかになっています(参考リンク1)。
骨密度が低下する理由 ― 破骨と造骨のバランス
骨の質と量は「破骨(古い骨を壊す)」と「造骨(新しい骨を造る)」のバランスによって維持されます。このバランスが崩れ、破骨が造骨を上回ると骨密度が低下します(参考リンク2)。
| プロセス | 役割 | 関与する細胞 |
|---|---|---|
| 破骨 | 古くなった骨組織を分解・吸収・除去 | 破骨細胞 |
| 造骨 | 新しい骨組織を形成 | 骨芽細胞 |
RANKL遺伝子とは何か ― 骨密度を左右する遺伝子
RANKL(receptor activator of nuclear factor-kappa B ligand)は、13番染色体に存在する遺伝子で、破骨細胞の成熟を刺激し骨吸収を促進する働きを持ちます。
- 約6,000人のスウェーデン人を対象とした遺伝的多型解析で、DNA領域rs1021188が骨密度低下に関連すると発見
- rs1021188にはCC型・CT型・TT型の3つの遺伝子型が存在
- CT型・TT型(Tアレルを含む型)ではRANKLの量が増加し、骨吸収が促進される
- 特にTT型はRANKL量がより増加し、将来的に骨粗鬆症リスクが高い傾向
日本人における遺伝子型分布(rs1021188)
| 遺伝子型 | 日本人の割合 | 骨密度への影響 |
|---|---|---|
| CC型 | 9.7% | 骨密度低下リスクが低い |
| CT型 | 42.9% | 骨密度低下リスクがやや高い |
| TT型 | 47.4% | 骨密度低下リスクが高い |
骨密度の作用機序 ― RANKL遺伝子が骨密度を低下させるメカニズム
破骨細胞はコラゲナーゼやサイトカインを放出し、損傷・老朽化した骨組織を吸収・除去します。その後、骨芽細胞が新しい骨を形成することで骨の質と量が維持されます(参考リンク2)。
- RANKL遺伝子は破骨細胞分化因子として破骨細胞の成熟を刺激
- rs1021188がCT型・TT型の場合、RANKL量が増加し破骨細胞が活性化
- 骨吸収が促進されるため、骨密度が低下しやすい傾向(参考リンク3, 5)
- 骨密度低下は骨粗鬆症を引き起こし、骨折は寝たきりの原因にもなる
骨密度低下を予防するための対策
遺伝的要因に加え、以下の生活習慣が骨密度維持に有効です。
- カルシウムの摂取:1日700〜800mgを目標に、牛乳・小魚・大豆製品から摂取
- ビタミンDの確保:カルシウムの吸収を促進。日光浴15〜20分/日または魚介類から摂取
- ビタミンKの摂取:骨へのカルシウム沈着を助ける。納豆・緑黄色野菜が効果的
- 適度な運動:散歩・ジョギングなど骨に負荷をかける運動を週3回以上継続
- 定期的な骨密度検査:40歳以降は年1回の骨密度測定が推奨
検査の理論的根拠
体表的なDNA領域:骨密度
骨密度 に最も強く影響する遺伝子領域は、rs1021188です。 日本における同型の遺伝子タイプの分布は下記のとおりです。
- CC
9.1 % - CT
42.2 % - TT
48.5 %
他に、骨密度に関わる遺伝子領域はrs10048146があります。 日本における同型の遺伝子タイプの分布は下記のとおりです
- AA
49.9 % - AG
41.4 % - GG
8.6 %
他に、骨密度に関わる遺伝子領域はrs10045962があります。 日本における同型の遺伝子タイプの分布は下記のとおりです
- CC
39.0 % - CT
46.8 % - TT
14.0 %
他に、骨密度に関わる遺伝子領域はrs12482821があります。 日本における同型の遺伝子タイプの分布は下記のとおりです
- TT
99.9 % - TG
0.1%以下 - GG
0.1%以下
他に、骨密度に関わる遺伝子領域はrs12967019があります。 日本における同型の遺伝子タイプの分布は下記のとおりです
- TT
39.0 % - TC
46.8 % - CC
14.0 %
他に、骨密度に関わる遺伝子領域はrs2153672があります。 日本における同型の遺伝子タイプの分布は下記のとおりです
- CC
79.1 % - CT
19.6 % - TT
1.2 %
他に、骨密度に関わる遺伝子領域はrs2234693があります。 日本における同型の遺伝子タイプの分布は下記のとおりです
- TT
33.2 % - TC
48.8 % - CC
17.8 %
他に、骨密度に関わる遺伝子領域はrs2710057があります。 日本における同型の遺伝子タイプの分布は下記のとおりです
- GG
1.4 % - GT
20.8 % - TT
77.7 %
他に、骨密度に関わる遺伝子領域はrs2836613があります。 日本における同型の遺伝子タイプの分布は下記のとおりです
- GG
5.7 % - GA
36.5 % - AA
57.7 %
今回調査したDNA領域
細胞中に存在するDNAマップの模式図
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関連遺伝子
| 関連遺伝子 | LINC02341 |
|---|---|
| 関連遺伝子 | FOXL1 |
| 関連遺伝子 | ARSB |
| 関連遺伝子 | LINC00310 |
| 関連遺伝子 | SMAD7 |
| 関連遺伝子 | CLYBL |
| 関連遺伝子 | ESR1 |
| 関連遺伝子 | DACH2 |
| 関連遺伝子 | ERG |
よくある質問(FAQ)
Q1. 骨密度とは何ですか?
骨密度とは、骨に含まれるカルシウムやミネラルの量を示す指標であり、骨の強度を直接反映します。骨密度が低下すると骨粗鬆症と診断され、骨折リスクが著しく上昇します。骨密度の高さにはRANKL遺伝子(rs1021188)の遺伝子型が深く関与しています(参考リンク1)。
Q2. 骨密度に関与する遺伝子RANKLとは?
RANKL(receptor activator of nuclear factor-kappa B ligand)は、13番染色体に存在し、破骨細胞の成熟を刺激して骨吸収を促進する遺伝子です。DNA領域rs1021188のTT型やCT型ではRANKLの量が増加し、骨密度が低下しやすくなります。日本人の約47.4%がTT型を保有しています(参考リンク4)。
Q3. 骨密度低下を予防する方法は?
カルシウム(1日700〜800mg)、ビタミンD(日光浴15〜20分/日)、ビタミンKの積極的な摂取が推奨されます。また、散歩やジョギングなど骨に適度な負荷をかける運動を週3回以上継続することが骨密度維持に有効です。40歳以降は年1回の骨密度検査が推奨されます。
Q4. 骨密度と骨粗鬆症の関係は?
骨密度が低下した状態が骨粗鬆症です。骨粗鬆症になると骨折リスクが著しく上昇し、特に高齢者では大腿骨骨折が寝たきりの主な原因となります。遺伝子検査で骨密度低下リスクを早期に把握し、予防対策を講じることが重要です。
Q5. 日本人における骨密度関連遺伝子型の分布は?
DNA領域rs1021188における日本人の遺伝子型分布は、CC型9.7%・CT型42.9%・TT型47.4%です。TT型(骨密度低下リスクが高い)の割合が約半数を占めており、日本人の骨粗鬆症リスクの遺伝的背景を示しています(参考リンク4)。
参考文献
- 参考リンク1 : 2011 Apr., Emma L Duncan, PLoS Genet.
- 参考リンク2 : 2007 Jul., Mone Zaidi, Nat Med.
- 参考リンク3 : 2013 Feb., Lavinia Paternoster, PLoS Genet.
- 参考リンク4 : DNA 領域「rs1021188」の情報 NIH
- 参考リンク5 : 2010 Nov., Lavinia Paternoster, PLoS Genet.
- 参考リンク6 : 2010 Nov., Lavinia Paternoster, PLoS Genet
- 参考リンク7 : 2009 Nov., Fernando Rivadeneira, Nat Genet
- 参考リンク8 : 2019 Feb., John A Morris, Nat Genet
- 参考リンク9 : 2018 Jul., Stuart K Kim, PLoS One
- 参考リンク10 : 2009 Jan., Unnur Styrkarsdottir, Nat Genet