頭蓋骨形成における低分子量Gタンパク質Cdc42の機能の解析

• Project/Area Number: 15K20627
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Periodontology
• Research Institution: Showa University
• Principal Investigator: 相澤 怜 昭和大学, 歯学部, 助教 (80710673)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2017-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000); Fiscal Year 2016: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000); Fiscal Year 2015: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
• Keywords: Cdc42 / 頭蓋骨

Outline of Annual Research Achievements

歯槽骨を含む顔面頭蓋の骨格の多くは膜性骨化によって形成される。申請者らは、Rhoファミリータンパク質であるCdc42が個体レベルでの骨・軟骨形成において、軟骨内骨化での正常な軟骨細胞の肥大化や軟骨基質の石灰化、肢芽形成期での軟骨細胞の凝集およびパターニングに重要な役割を果たしていることを明らかにした。一方、Cdc42が個体レベルの膜性骨化において果たしている機能は未だ不明な点が多い。
そこで、頭蓋における間葉細胞特異的にCdc42遺伝子を欠損させたコンディショナルノックアウトマウスの表現型の解析を行ったところ、野生型マウスと比較して頭蓋縫合部の骨形成が有意に減少していたものの、細胞増殖および細胞死マーカーの発現に有意差は認められなかった。Cdc42コンディショナルノックアウトマウスの頭蓋においては、血管新生の低下とそれに伴う浮腫の形成が認められ、頭蓋縫合部の石灰化を制御するIhh、Bmp2およびBmp4の発現減少が認められた。
これらの結果から、Cdc42が頭蓋における血管新生を制御し、間接的にIhhおよびBmpシグナルを制御することにより、頭蓋骨形成において重要な役割を果たしていることが示唆された。

Research Products

• [Journal Article] Expression of nephronectin is enhanced by α,25-dihydroxyvitamin D3. (2016)
  • Author(s): Hiranuma K, Yamada A, Kurosawa T, Aizawa R, Suzuki D, Saito Y, Nagahama R, Ikehata M, Tsukasaki M, Morimura N, Chikazu D, Maki K, Shirota T, Takami M, Yamamoto M, Iijima T, Kamijo R
  • Journal Title: FEBS Open Bio Volume: 6 Issue: 9 Pages: 914-918
  • DOI: 10.1002/2211-5463.12085
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Rho GTPase protein Cdc42 is critical for postnatal cartilage development. (2016)
  • Author(s): Nagahama R, Yamada A, Tanaka J, Aizawa R, Suzuki D, Kassai H, Yamamoto M, Mishima K, Aiba A, Maki K, Kamijo R.
  • Journal Title: Biochem Biophys Res Commun Volume: 470 Issue: 4 Pages: 813-817
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2016.01.111
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Cdc42 is crucial for facial and palatal formation during craniofacial development. (2016)
  • Author(s): Oshima-Nakayama M
  • Journal Title: Bone Reports Volume: 5 Pages: 1-6
  • DOI: 10.1016/j.bonr.2016.01.001
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Analyses of junctional epithelium (2015)
  • Author(s): 山本松男，氷室沙羅，西井浩介，塚本康己，林 庸以，相澤 怜，関 辰明，田中準一，美島健二
  • Journal Title: Nihon Shishubyo Gakkai Kaishi (Journal of the Japanese Society of Periodontology) Volume: 57 Issue: 1 Pages: 11-17
  • DOI: 10.2329/perio.57.11
  • NAID: 130005069580
  • ISSN: 0385-0110, 1880-408X
  • Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] Comprehensive analysis of gene expression in the junctional epithelium from bioengineered tooth. (2016)
  • Author(s): Seki T, Aizawa R, Tanaka J, Himuro-Yajima S, Kato M, Mishima K, Yamamoto M
  • Organizer: 102th Annual Meeting of the American Academy of Periodontology in collaboration with the Japanese Society of Periodontology and the Japanese Academy of Clinical Periodontology
  • Place of Presentation: San Diego, USA
  • Year and Date: 2016-09-10
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 再構成歯胚を用いた接合上皮の起源の探索． (2015)
  • Author(s): 氷室沙羅，相澤 怜，関 辰明，山本松男
  • Organizer: 143回日本歯科保存学会 2015年度秋季学術大会・60周年記念大会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2015-11-13
• [Presentation] Reconfirmation of the origin of the junctional epithelium by using the bioengineered tooth germ. (2015)
  • Author(s): Yajima-Himuro S, Tanaka J, Aizawa R, Seki T, Mishima K, Yamamoto M
  • Organizer: EuroPerio8
  • Place of Presentation: London, UK
  • Year and Date: 2015-06-03
  • Int'l Joint Research
• [Remarks] 昭和大学歯学部歯周病学講座
  • URL: http://www10.showa-u.ac.jp/~perio/index.html