| Project/Area Number |
20K09436
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 56020:Orthopedics-related
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| Research Institution | Oita University |
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Principal Investigator |
松尾 哲孝 大分大学, 医学部, 准教授 (10284788)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
矢野 博之 純真学園大学, 放射線技術科学科, 講師 (50448552)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | コラーゲン / 骨 / 軟骨 / 転写 / 翻訳 / 線維性コラーゲン |
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| Outline of Research at the Start |
線維性コラーゲン分子は、骨・軟骨に特異的に発現し、機械的強度や柔軟性を与えている。更に、細胞との相互作用により直接シグナルを伝達し、正常な細胞分化や組織発生過程を経て、その機能を維持している。そして、この制御機構が破壊されると、適切な細胞外環境が維持できなくなり、正常な細胞分化・組織発生や機能が失われ、骨格形成異常疾患等が引き起こされる。
本研究は、骨・軟骨コラーゲン分子群の組織特異的発現と骨格形成調節機構について、骨・軟骨組織での発現調節機構を解析する。更にトランスクリプトームに着目し、long ncRNAによる転写調節機構・mirRNAによる翻訳調節機構について検討する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
細胞外マトリックス分子、その中でも線維性コラーゲン分子は、生体内において高分子会合体を形成することにより、骨格を維持するだけでなく、様々な生体内での機能を制御している。特に、骨・軟骨組織では、線維性コラーゲン分子は、骨・軟骨組織の機械的強度や柔軟性を維持するための中心的な役割を演じている。そして、この制御機構が破壊されることにより、適切な細胞外環境の維持が出来なくなり、正常な細胞分化・組織発生および機能維持が失われることで、骨格形成異常等の疾患が引き起こされる。
本研究では、線維性コラーゲンの中で、骨・軟骨コラーゲン分子群の組織特異的発現調節機構と骨格形成メカニズムについて解析を行った。
（１）骨・軟骨組織における線維性コラーゲン遺伝子の発現調節機構についての検討。骨および軟骨に発現しているコラーゲン遺伝子（V/XXIV型およびXI/XXVII型）の発現調節機構について解析する。培養細胞をを用いて、骨および軟骨に特異的なシスエレメント（エンハンサーおよびサイレンサー）について検討し、関与する調節因子の役割を検討した。
（２）骨・軟骨組織における線維性コラーゲン遺伝子のlong ncRNAによる転写調節機構およびmirRNAによる翻訳調節機構について解析する。線維性コラーゲン遺伝子の骨・軟骨分化調節に関与する役割を明らかにすると共に、骨・軟骨形成異常疾患の診断および治療への可能性を試みた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
（１）骨・軟骨組織における線維性コラーゲン遺伝子の発現調節機構についての検討。
（1-1）骨特異的に発現しているコラーゲン遺伝子（V/XXIV型）の発現調節機構について検討した結果、骨分化に重要な転写因子であるSp7/OsterixがV型コラーゲン遺伝子の転写を増強する事を見出した。そこで、そのメカニズムを明らかにするために強制発現やノックダウンのコンストラクトを作製し、骨芽細胞で検討しているが、その作用機序および関与する調節因子は明らかに出来ていない。
（1-2）軟骨特異的にコラーゲン遺伝子（XI/XXVII型）の発現調節機構について検討した結果、軟骨分化に重要な転写因子であるSox9がXI型コラーゲンa1遺伝子の転写活性を増強する事を見出した。そこで、そのメカニズムを明らかにするためにSoxファミリー（Sox5, Sox6, Sox9）の強制発現やノックダウンのコンストラクトを作製し、ファミリー分子の作用機序について検討している。
（２）骨・軟骨組織における線維性コラーゲン遺伝子のlong ncRNAによる転写調節機構およびmirRNAによる翻訳調節機構についての検討。
骨芽細胞および軟骨細胞を用いて、関与するncRNAを検索しているが、関与するlong ncRNAおよびmirRNAは見つかっていない。
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| Strategy for Future Research Activity |
（１）骨・軟骨組織における線維性コラーゲン遺伝子の発現調節機構について。
（1-1）骨特異的に発現しているコラーゲン遺伝子（V/XXIV型）の発現調節機構について、Sp7/Osterixがコラーゲン遺伝子の転写を増強するメカニズムについて、引き続き様々なコンストラクトを作製し、複数の骨芽細胞で検討する。加えて、XXIV型コラーゲン遺伝子の骨特異的調節因子についても、検索を進める。
（1-2）軟骨特異的にコラーゲン遺伝子（XI/XXVII型）の発現調節機構について、Soxファミリーのコラーゲン遺伝子の転写を増強するメカニズムについて、Soxファミリー（Sox5, Sox6, Sox9）に関する様々なコンストラクトを作製し、ファミリー分子の作用機序について検討する。加えて、XXVII型コラーゲン遺伝子の軟骨特異的調節因子についても、検索を進める。
（２）骨・軟骨組織における線維性コラーゲン遺伝子のlong ncRNAによる転写調節機構およびmirRNAによる翻訳調節機構について。
様々な骨芽細胞および軟骨細胞を用いて、関与するncRNA（long ncRNAおよびmirRNA）について、網羅的解析を引き続き検討する。
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