靭帯骨化に関わる細胞集団とシグナル連関の解明

• Project/Area Number: 17K10925
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Orthopaedic surgery
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 佐藤 雄亮 東京大学, 医学部附属病院, 特任臨床医 (40794772)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松本 卓巳 東京大学, 医学部附属病院, 特任准教授 (70436468) ; 矢野 文子 東京大学, 医学部附属病院, 特任講師 (80529040)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2019-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2018)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2019: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000); Fiscal Year 2018: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2017: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
• Keywords: 靱帯 / 靱帯骨化 / 間葉系幹細胞 / メカニカルストレス / Wntシグナル / 骨化様式 / 靭帯骨化

Outline of Annual Research Achievements

東大病院で実施する脊椎手術において、切除する靭帯組織を回収し、サンプルをパラフィン包埋した後に組織切片を作成した。作成した切片を用いて、H&E、Alcian Blue、von Kossa、 Masson trichrome、 Safranin-O染色を行い、間葉系幹細胞マーカー（CD90、CD105）、軟骨細胞マーカー（Sox9）、腱細胞マーカー（Scx）、骨芽細胞マーカー（Runx2, Osx）、血管内皮細胞マーカー（CD31）を用いた免疫組織染色を重点的に実施し、靭帯が骨化していく過程でどのような細胞集団が観察されるかを調べた。特に、靭帯骨化の骨化様式について、間葉系細胞が軟骨細胞を経由して骨芽細胞に分化する形式と、間葉系細胞が直接骨芽細胞に分化する二通りの骨化様式が存在することを証明した。
また、回収した様々な靭帯サンプルから細胞を単離し、細胞の判定に有用であった抗体を用いてFACSを行い、細胞を回収した。回収した細胞からmRNAを回収してリアルタイムRT-PCRを行い、靱帯細胞と間葉系幹細胞の二群の細胞が存在することを示した。その二群の細胞のうち靱帯細胞群にシリコンチャンバーを用いたメカニカルストレス負荷培養試験を行い、WntシグナルのactivatorであるRspo2が分泌され、間葉系幹細胞群に作用して靱帯骨化を引き起こしていることを明らかにした。その上流にはRac1/Ros等のメカニカルストレスによって活性化されると言われているシグナルが関連していることが考えられ、現在その証明を行っている状況である。

Research Products

• [Presentation] 頚椎後縦靭帯骨化症の疾患感受性候補遺伝子RSPO2の検討 (2018)
  • Author(s): 相馬一仁
  • Organizer: 日本整形外科学会学術集会
• [Presentation] Roles of R-spondin2; the susceptibility gene for ossification of posterior longitudinal ligament (2017)
  • Author(s): Kazuhito Soma
  • Organizer: Orthopaedic Research Society
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 頚椎後縦靭帯骨化症の疾患感受性候補遺伝子RSPO2の検討 (2017)
  • Author(s): 相馬一仁
  • Organizer: 日本骨代謝学会学術集会
• [Presentation] 頚椎後縦靭帯骨化症の疾患感受性候補遺伝子RSPO2の検討 (2017)
  • Author(s): 相馬一仁
  • Organizer: 日本整形外科学会学術集会
• [Presentation] 頚椎後縦靭帯骨化症の疾患感受性候補遺伝子RSPO2の検討 (2017)
  • Author(s): 相馬一仁
  • Organizer: 日本整形外科学会基礎学術集会