老化制御因子による骨芽細胞と軟骨細胞の分化制御メカニズムの解析

• Project/Area Number: 16K11462
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Morphological basic dentistry
• Research Institution: Nihon University
• Principal Investigator: 内藤 昌子 日本大学, 歯学部, 准教授 (40436803)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2018-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2017)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2018: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2017: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2016: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
• Keywords: 骨芽細胞 / 細胞老化 / 核ラミナ / コラーゲン / 軟骨細胞 / 核内膜 / 早期老化症 / 細胞分化 / 細胞・組織 / シグナル伝達 / 老化 / 骨代謝 / 軟骨

Outline of Annual Research Achievements

今年度は老化制御因子が骨芽細胞分化に及ぼす影響の解析を中心におこなった。平成28年度に樹立したLamin A遺伝子、またはC末アミノ酸欠損型Lamin A変異体の遺伝子を導入したMC3T3E1細胞を用いて骨芽細胞分化能を評価した。Lamin Aの過剰発現は、コントロールと比較すると石灰化を伴う骨芽細胞分化を促進することが観察された。興味深いことにestrogen receptor antagonistであるfulvestrantを分化誘導培地に添加し、MC3T3E1細胞の石灰化や骨芽細胞分化を抑制する状況下においても、Lamin Aの過剰発現により石灰化が部分的に保持されていた。次に早期老化症を引き起こすLamin AのC末アミノ酸欠損型変異体(Lamin A dC50)を導入すると、コントロールと比較すると骨芽細胞分化が抑制された。Lamin A dC50の導入によりβ-cateninタンパク質の発現量とTCF/LEF転写活性は抑制しておりWnt/β-cateninシグナルが抑制されていることが示唆された。Ⅰ型コラーゲン抗体を用いた免疫染色を行い骨基質産生能の変化を検討したところ、Lamin A dC50の遺伝子導入により細胞質内と細胞質外に局在するⅠ型コラーゲンの染色性が低く観察された。コラーゲン代謝関連遺伝子の発現を検討したところ、Lamin A dC50の遺伝子導入によりリシルオキシダーゼ（Lox）遺伝子発現が減少し、MMP13遺伝子発現が増加することが観察された。Lamin A dC50の遺伝子導入は、骨基質タンパク質であるコラーゲンの蓄積が抑制することで骨芽細胞の石灰化を抑制することが考えられた。

Research Products

• [Journal Article] Lamin A overexpression promotes osteoblast differentiation and calcification in the MC3T3-E1 preosteoblastic cell line. (2017)
  • Author(s): Tsukune N, Naito M, Kubota T, Ozawa Y, Nagao M, Ohashi A, Sato S, Takahashi T.
  • Journal Title: Biochem Biophys Res Commun. Volume: . Issue: 4 Pages: 664-670
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2017.02.110
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] LIPUS suppressed LPS-induced IL-1α through the inhibition of NF-κB nuclear translocation via AT1-PLCβ pathway in MC3T3-E1. (2017)
  • Author(s): Nagao M, Tanabe N, Manaka S, Naito M, Nakai K, Takayama T, Kawato T, Torigoe G, Sekino J, Tsukune N, Maeno M, Suzuki N, Sato S.
  • Journal Title: J Cell Physiol. Volume: . Issue: 12 Pages: 3337-3346
  • DOI: 10.1002/jcp.25777
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Tetrahydrobiopterin Supplementation: Elevation of Tissue Biopterin Levels Accompanied by a Relative Increase in Dihydrobiopterin in the Blood and the Role of Probenecid-Sensitive Uptake in Scavenging Dihydrobiopterin in the Liver and Kidney of Rats. (2016)
  • Author(s): Ohashi A, Saeki Y, Harada T, Naito M, Takahashi T, Aizawa S, Hasegawa H.
  • Journal Title: PLoS One. Volume: 11 Issue: 10 Pages: e0164305-e0164305
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0164305
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] 軟骨細胞分化と増殖制御におけるpromyelocytic leukaemia zinc finger (PLZF)転写因子の役割について (2016)
  • Author(s): 内藤昌子、笠原正彰、大橋晶子、高橋富久
  • Organizer: 第58回歯科基礎医学会学術大会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター (北海道 札幌市)
  • Year and Date: 2016-08-24