Cdk6による骨格幹細胞G0/G1期制御機構の解明と骨再生医療に向けた基礎的検討

Research Project

Project/Area Number	20H03884
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Allocation Type	Single-year Grants
Section	一般
Review Section	Basic Section 57060:Surgical dentistry-related
Research Institution	The University of Tokyo
Principal Investigator	小笠原徹東京大学, 保健・健康推進本部, 講師 (20359623)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	森良之自治医科大学, 医学部, 教授 (70251296) 筑田博隆群馬大学, 大学院医学系研究科, 教授 (30345219) 緒方直史帝京大学, 医学部, 教授 (10361495) 阿部雅修東京大学, 医学部附属病院, 講師 (10392333) 茂呂徹東京大学, 医学部附属病院, 特任教授 (20302698) 矢野文子東京大学, 医学部附属病院, 届出研究員 (80529040) 羽毛田慈之明海大学, 歯学部, 名誉教授 (90164772)
Project Period (FY)	2020-04-01 – 2024-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help	¥17,810,000 (Direct Cost: ¥13,700,000、Indirect Cost: ¥4,110,000) Fiscal Year 2023: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000) Fiscal Year 2022: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000) Fiscal Year 2021: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000) Fiscal Year 2020: ¥8,190,000 (Direct Cost: ¥6,300,000、Indirect Cost: ¥1,890,000)
Keywords	骨格幹細胞 / 細胞周期 / G0/G1期 / 骨軟骨代謝学 / 再生医療
Outline of Research at the Start	骨代謝メカニズムの解明は口腔外科学分野において非常に重要な課題である。本研究では、研究代表者のこれまでの研究成果の発展形として、細胞周期のG0/G1期に着目して、骨格に存在する組織幹細胞（骨格幹細胞）の制御機構を明らかとすることによって、骨代謝制御メカニズムのさらなる理解を深めるとともに、その結果を骨再生医療分野における臨床応用につなげるための基礎的検討を行う。
Outline of Annual Research Achievements	骨代謝メカニズムの解明は口腔外科学分野において非常に重要な課題である。本研究では、研究代表者のこれまでの研究成果の発展形として、細胞周期のG0/G1期に着目して、骨格に存在する組織幹細胞（骨格幹細胞）の制御機構を明らかとすることによって、骨代謝制御メカニズムのさらなる理解を深めるとともに、その結果を骨再生医療分野における臨床応用につなげるための基礎的検討を行う。2021年度は以下の項目を検討した。【Cdk4転写因子群のゲノム結合部位同定のための条件検討】野生型マウス由来の骨髄間葉系幹細胞に対して、①血清除去によって細胞を強制的にG0期に移行させたサンプル、②G0期の細胞を血清刺激によってG1期へ導入させたサンプル、を調製し、そのサンプルと抗Cdk4抗体とを利用したChIP-seqを試みた。本項目を実施するための最初の実験として、抗Cdk4抗体を用いた免疫沈降を行ったが、ChIP-seqを実施するために必要な量のCdk4複合体を得ることに難航したため、プロトコールの修正を行い、ChIP-seqを可能とする条件を検討した。【Cdk6転写因子群とCdk4転写因子群のゲノム結合部位の比較】前年度までに、Cdk6と複合体を形成する転写因子群（Cdk6結合転写因子群）がゲノムに結合する箇所を網羅的な解析によって同定していたが、この知見と、in silico解析によってCdk4が結合し得る箇所とを比較検討することにより、抗Cdk4抗体を利用したChIP-seqによって得られる結果を迅速に統合解析可能とする準備を進めた。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason ChIP-seqによる複合体の探索の過程で、当初の想定に反し、免疫沈降に用いた抗Cdk4抗体の性能が悪いことが判明し、ChIPシーケンスが可能となる十分量のタンパク質を得るための条件検討に予想以上の時間を要したため。
Strategy for Future Research Activity	本格的な解析を実施する前に当初予想していた以上の予備実験を必要とした実験計画があったが、予備実験の結果を基にプロトコールの改良を図り、予定通りの研究推進が可能となるよう努める。