トランスジェニックマウスを用いた骨粗鬆症薬のスクリーニング系の開発

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07557096
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: 野田 政樹 東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 教授 (50231725)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田村 正人 鹿児島大学, 歯学部, 助手 (30236757) ; 二藤 彰 東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 講師 (00240747)
• Keywords: 遺伝子発現 / I型コラーゲン / 靭帯 / BMP / 骨形成 / スクリーニング系 / 移植 / ベータガラクトシダーゼ

Research Abstract

平成9年度においてはI型コラーゲンプロモーターの3200ベースのフラグメントをlac Z(ベータガラクトシダーゼ)に繋いだ遺伝子を導入したトランスジェニックマウスを用いて、この動物の膝蓋腱の離断モデルを作成した。膝蓋腱はその水平にその横径の2分の1の部分を断裂させた。この断裂部に対してBMP12を徐放性に遊離することのできるハイドロキシアパタイトの細かい線維であるFGM(ファイブラスグラスマトリックス)を挿入し、BMP12による作用をI型コラーゲンプロモーターの下流に繋いだlack Zの発現量によってモニターした。また、この動物に対して同じFGMに生理食塩水を含ませたものを対照として用いた。マウスは手術後自由に歩行させ、FGMの埋入後、2週間および4週間の時点でマウスを屠殺し、得られた組織を組織化学的に検索し、また、靭帯の一部は凍結して保存し、後にこれを細断してホモジネートしlac Z蛋白を遊離させ、この活性量を測定した。これらの実験によりBMP12が一部の動物において、I型コラーゲンを持つ修復組織に対する形成促進作用を示すことが観察された。I型コラーゲン遺伝子に対する発現促進作用は、膝の膝蓋腱の厚さの増加により、形態学的に観察され、また一部は断裂部に対する腱組織の修復像として観察されたが、一方、遺伝子発現に対する作用の検討の結果、Lac Zの発現は膝蓋腱において弱いながら検出することが可能であった。今回の実験系においては、I型コラーゲンのプロモーターに着目し、この遺伝子が発現を示すと考えられる膝蓋靭帯に焦点を当て、この靭帯の細胞が発現するlac Zを指標とし、骨形成因子を含むサイトカインファミリーであるBMPの遺伝子発現をin vivoで検討する系を確立した。本実験系は、骨形成作用を持つ薬剤のスクリーニングに有用と考えられた。

Research Products

• [Publications] Y.Liu, M.Noda et al.: "Scleraxis is expressed in C2C12 myoblasts and its level is down-regulated by bone morphogenetic protein-2 (BMP2)." Journal of Cellular Biochemistry. 67. 1-9 (1997)
• [Publications] Y.Liu, M.Noda et al.: "Overexpression of a single helix-loop-helix type transcription factor,scleraxis,enhances aggrecan gene expression in osteoblastic osteosarcoma ROS17/2.8 cells." Journal of Biological Chemistry. 272・47. 29880-29885 (1997)
• [Publications] Y.Ezura, M.Noda et al.: "Identification of a novel suppressive vitamin D response sequence in the 5' flanking region of murine ld1 gene." Journal of Biological Chemistry. 272・47. 29865-29872 (1997)
• [Publications] A.Nifuji, M.Noda et al.: "Perturbation of BMP signaling in somitogenesis resulted in vertebral and rib malformation in the axial skeletal formation." Journal of Bone and Mineral Research. 12・3. 332-342 (1997)
• [Publications] M.Matsue, M.Noda et al.: "Helix-Loop-Helix Type Transcription Factor,HES-1,Is Expressed In Osteoblastic Cells,Suppressed By 1.25(OH)_2D_3 And Modulates 1.25(OH)_2D_3 Enhancement of Osteopontin Expression" Bone. 20. 329-334 (1997)
• [Publications] S.Murakami, M.Noda et al.: "Expression of Indiana Hedgehog in Osteoblasts and Its Posttranscriptional Regulation by TGFβ" Endoclinology. 138・5. 1972-1978 (1997)
• [Publications] K.Tsuji, M.Noda et al.: "Perturbation of BMP signaling in somitogenesis resulted in vertebral and rib malformation in the axial skeletal formation." Bone. 22・2. 87-92 (1998)
• [Publications] T.Yamashita, M.Noda et al.: "Elongation of the epiphyseal trabecular bone associated with precocious aging in transgenic mice carrying an insertional mutaiton in Klotho gene locus." Journal of Bone and Mineral Research. (in press). (1998)