| Project/Area Number |
22K09217
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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 56010:Neurosurgery-related
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
河合 克宏 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 助教 (00553653)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 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 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 脊索腫 / JHC7細胞 / 破骨細胞 / RANKL / 骨破壊 / マイクロＣＴ / コルドーマ |
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| Outline of Research at the Start |
我々が行った予備実験の結果、脊索腫細胞そのものが、骨浸潤部位において破骨細胞様のふるまいをし、酸性環境を作り出すことで骨破壊を引き起こしている可能性を見出した。本研究では、骨代謝学において蓄積のある破骨細胞研究の知見を元に、「脊索腫細胞自身が直接骨破壊を引き起こす」という仮説を検証することで、脊索腫における骨破壊の機序を解明し、それを標的とした新たな治療戦略の提言を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
初年度の解析により、脊索腫浸潤部では、骨梁構造の破壊と多数の小孔を含む、分断された骨小片を認め骨密度は、腫瘍周囲のトルコ鞍底骨や斜台骨と比較して、有意に低下していた。さらに、斜台の骨小孔内に観察された脊索腫細胞集団について、それらの細胞が破骨細胞のマーカーであるTRAP陽性であり、破骨細胞が発現するタンパク質分解の１つであるCathepsinKも発現していることがわかった。これらのことは、脊索腫細胞細胞が、破骨細胞と類似した分子基盤を用いて、酸性環境を作りだし、直接骨破壊に寄与している可能性を示唆する。そこで、脊索腫検体から樹立された細胞株であるJHC7細胞をモデル細胞として、脊索腫細胞自身が破骨細胞の様な骨溶解性を示す可能性について検討した。まず初めに、JHC7細胞が脊索腫検体で見られたTRAP活性を示すのかを破骨細胞誘導因子であるRANKLの有無の条件下で検討した。その結果、JHC7細胞はRANKLの存在下において、TRAP活性を示すことがわかった。次にJHC7細胞は通常の培養環境においても、稀に破骨細胞の特徴である多核の細胞が観察されることから、JHC7細胞が細胞融合をするのかをRANKLの有無の条件下でライブセルイメージングにより検討した。その結果、JHC7細胞は細胞融合を示し、その頻度がRANKLの添加により顕著に増加することがわかった。また免疫染色法によりJHC7細胞におけるタンパク質分解酵素CathepsinKおよびCathepsinBの発現を検討したところ、JHC7細胞にCathepsinKおよびCathepsinBの発現を認め、その発現量はRANKL刺激により増加することがわかった。これらの結果は脊索腫細胞が、破骨細胞と類似した分子基盤を用いて、酸性環境を作りだし、直接骨破壊に寄与している可能性を示唆する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
脊索腫から樹立されたJHC7細胞を用いて破骨細胞のマーカーであるTRAP、CathepsinKやCathepsinBが発現しており、これらの発現が破骨細胞誘導因子であるRANKLの刺激により増加すること、さらにJHC7細胞は破骨細胞同様に細胞融合を示し、RANKLにより細胞融合が促進することがわかった。これらの結果は、初年度に見られた脊索腫検体を用いた解析結果とも一致しており、脊索腫細胞が破骨細胞と類似した分子基盤を用いて酸性環境を作り出し、骨破壊に直接寄与する可能性を示すことができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの解析から、脊索腫細胞が破骨細胞と類似した分子基盤を用いて酸性環境を作り出し、骨破壊に直接寄与する可能性を示すことができた。このことから、次年度はこれまで破骨細胞研究に用いられてきた、細胞内カルシウム指示薬よるライブセルイメージング、細胞内酸性オルガネラの蛍光プローブを用いたイメージング、骨吸収アッセイプレートによる骨吸収アッセイなどの実験手法を脊索腫細胞に応用することで、脊索腫細胞が直接骨溶解に寄与する可能性について検証する。さらに、カルシウム動態変化、酸分泌の可能性などを破骨細胞誘導因子の有無の条件下で調べることにより、脊索腫細胞による骨破壊メカニズムを明らかにする。また、骨溶解が脊索腫細胞の増殖に与える影響についても、骨溶解に関連するサイトカインを中心に検討することで、脊索腫による骨破壊と腫瘍増大の関係についても調べる。
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