メカニカルストレスの受容機構と骨芽細胞分化・骨形成促進作用機序の解明

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10470388
• Research Institution: Niigata University
• Principal Investigator: 川島 博行 新潟大学, 歯学部, 助手 (40169719)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 石橋 宰 新潟大学, 歯学部, 助手 (70293214) ; 池亀 美華 新潟大学, 歯学部, 助手 (70282986)
• Keywords: メカニカルストレス / 骨芽細胞分化 / 骨形成 / in situ hybridization / 遺伝子クローニング

Research Abstract

培養下のマウス頭蓋冠縫合部にメカニカルストレスを加えると骨芽細胞の分化とそれに続いて骨形成が促進されるが、そのメカニズムを解明するため、細胞の形態学的変化と種々のマーカー遺伝子の発現状況の変化とを追求している。我々はメカニカルストレスを負荷した頭蓋冠縫合部において、6時間以内にBMP・4遺伝子の発現が増加することを認めたが、in situ hybridization法を用いて細胞レベルの遺伝子発現を調べてみると、骨形成が進行中の部位から離れたところに位置し、扁平な線維芽細胞様の細胞にもBMP-4遺伝子の発現を認め、さらに骨芽細胞特異的と考えられている転写囚子Cbfa1もほぼ同様に発現することを見出している。このことから、メカニカルストレスにより分化してくる骨芽細胞の起源として、少なくとも、いわゆる骨原性細胞とは異なる細胞が関わっていることが示唆される。
上記の既知の遺伝子以外にメカニカルストレスの骨形成にかかわる未知の遺伝子を検索するため、メカニカルストレスの負荷により発現状況の変化する遺伝子の検出と単離を試みている。Differential display(DD)法、および、RPA法を用いて検討しているが、これまでのところRPA法による解析が好結果を生んでいる。メカニカルストレスにより明らかに発現レベルが変化する遺伝子として、細胞の接着あるいは骨格にかかわる遺伝子やある種のチャネルをコードする遺伝子をはじめ、未知遺伝子も含めて十数種の遺伝子が単離されている。それらについて順次解析を進めている。さらに、メカニカルストレスによって発現レベルの変化する遺伝子を網羅すべく重鎮分化cDNAライブラリーの構築を始める予定である。