ヒト骨化黄色靭帯由来培養細胞を用いた骨化伸展制御因子の特定

• Project/Area Number: 26462234
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Orthopaedic surgery
• Research Institution: University of Fukui
• Principal Investigator: 馬場 久敏 福井大学, 医学部, 教授 (00165060)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中嶋 秀明 福井大学, 医学部, 助教 (10397276) ; 内田 研造 福井大学, 医学部, 准教授 (60273009)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000); Fiscal Year 2016: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2015: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2014: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
• Keywords: 脊柱靭帯骨化症 / 骨化伸展 / マイクロアレイ / 靭帯培養細胞

Outline of Annual Research Achievements

脊柱靭帯骨化巣の進展様式は内軟骨骨化の形態をとるといわれている。本研究では、手術時に採取した後縦靭帯骨化もしくは黄色靭帯骨化の病巣を含んだ骨化靭帯組織を利用して、骨化前線部の細胞の持つ遺伝子特性について研究した。
マイクロアレイ解析では、骨化巣を含むサンプルでIhh、Runx 2の遺伝子発現の増加がみられ、その他、Ihh signalingのGLI2, GLI3やSox9, BMP2, VEGF, COL 11 A2などの遺伝子発現の上昇がみられた。また、Hedgehog signalingの pathway解析ではIhh、受容体であるGLI2、GLI3、PTCHを含む7個の遺伝子の発現上昇が確認できた。
骨化巣から得た培養細胞にcyclic tensile strainを加えたところ、Ihh signalingに関与する遺伝子の発現変化が確認でき、またWestern Blotting法でタンパク発現量での半定量的評価では、cyclic tensile strainによるタンパク発現の増加がみられた。免疫組織学的な検討では、Ihh、Sox9は前肥大軟骨細胞、Runx2は肥大軟骨細胞で陽性細胞が多く観察できた。PTHrPは前肥大軟骨細胞、肥大軟骨細胞層に多く見られ、GLI2、GLI3は前肥大軟骨細胞層に陽性細胞が多くみられた。
四肢の内軟骨骨化で重要な役割を果たすIhh signalingのcyclic tensile strainによる発現亢進が骨化巣進展に関与している可能性が考えられた。

Research Products

• [Journal Article] Gene therapy strategies for the treatment of spinal cord injury (2014)
  • Author(s): K Uchida, H Nakajima, Alexander Guerrero, William EB Johnson, Wagih El Masri, H Baba
  • Journal Title: Ther Deliv Volume: 5(5) Issue: 5 Pages: 591-607
  • DOI: 10.4155/tde.14.20
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Prognostic value of changes in spinal cord signal intensity on magnetic resonance imaging in patients with cervical compressive myelopathy. (2014)
  • Author(s): Uchida K, Nakajima H, Takeura N, Yayama T, Guerrero AR, Yoshida A, Sakamoto T, Honjoh K, Baba H.
  • Journal Title: Spine J Volume: 14 Pages: 1601-1610
  • Peer Reviewed
• [Presentation] メカニカルストレスはヒトOPLLにおいてインディアンヘッジホッグ (Ihh)とその受容体の発現増加を促進させ軟骨細胞の成長を進行させる (2014)
  • Author(s): 杉田大輔、内田研造、中嶋秀明、本定和也、坂本拓己、山岸淳嗣、馬場久敏
  • Organizer: 第29回日本整形外科学会基礎学術集会
  • Place of Presentation: 鹿児島市
  • Year and Date: 2014-10-09 – 2014-10-10
• [Presentation] Indian Hedgehog signaling induces hypertrophy and differentiation of chondrocytes in the ossification front of human cervical OPLL. (2014)
  • Author(s): Sugita D, Uchida K, Nakajima H, Watanabe S, Yoshida A, Baba H.
  • Organizer: Euro Spine 2014
  • Place of Presentation: Lyon (France)
  • Year and Date: 2014-10-01 – 2014-10-03
• [Presentation] 頸椎後縦靭帯骨化症の骨化巣における軟骨細胞分化・肥大に関する遺伝子学的検討 (2014)
  • Author(s): 杉田大輔、内田研造、中嶋秀明、竹浦直人、吉田藍、馬場久敏
  • Organizer: 第43回日本脊椎脊髄病学会学術集会
  • Place of Presentation: 京都市
  • Year and Date: 2014-04-17 – 2014-04-19
• [Presentation] 頸椎OPLLの骨化前部における軟骨細胞分化、肥大に関する転写因子のマイクロアレイを用いた検討 (2014)
  • Author(s): 杉田大輔、内田研造、中嶋秀明、竹浦直人、吉田藍、馬場久敏
  • Organizer: 第122回中部日本整形外科災害外科学会・学術集会
  • Place of Presentation: 岡山市
  • Year and Date: 2014-04-11 – 2014-04-12
• [Book] Neuroprotection and Regeneration of the Spinal Cord (2014)
  • Author(s): Baba H, Okada S, Nakamura M, Kanno H, Watanabe M, Ogata T, Ozawa H, Nishida N, Uchida K, Takano M, Koda M, Kitamura K, Imagama S, Nakajima H, Alexander Rodriguez Guerrero, Katoh S, Tsuji O, Abematsu M, Kumagai G, Enomoto M, et al.
  • Total Pages: 419
  • Publisher: Springer