軟骨細胞の増殖、分化における細胞内カルシウムの役割とシグナル伝達系の解析

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12470309
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 越智 光夫 広島大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 教授 (70177244)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 榎本 浩一 島根医科大学, 医学部, 助手 (70112125) ; 望月 由 広島大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 助手 (10284192) ; 安永 裕司 広島大学, 医学部附属病院, 講師 (40253075)
• Keywords: ATP / 胎児軟骨 / c-fos / 半層軟骨損傷 / 創傷治癒 / 細胞内カルシウム

Research Abstract

創傷治癒において、c-fos遺伝子は創傷治癒における早期発現遺伝子であり、治癒過程に重要な役割を担っていると考えられる。成体の関節軟骨では半層損傷は治癒しないが、1998年、Nambaらはヒツジの胎児の半層軟骨損傷が治癒することを報告した。そこで我々は、胎児および成体ラットの半層軟骨損傷治癒過程の差異を、c-fos遺伝子の発現に注目して比較検討した。損傷後の関節軟骨におけるc-fos遺伝子発現の時間的変化をRT-PCRによって見てみると、胎児の方が成体に比べ、損傷後のc-fosの発現がより長く継続していることがわかった。すなわち成体では受傷後、発現レベルに変化はないが、胎児では受傷後1時間から発現が上昇し、6時間継続していた。またそのとき、c-fosは損傷周囲の軟骨細胞に局在して発現していることがin situ hybridizationによって明らかになった。よって、成人と比較し、胎児のc-fos遺伝子の発現は胎児の半層軟骨損傷の修復能力に関係している可能性があると考えられた。
次に細胞内カルシウム濃度とc-fos遺伝子の発現について、培養軟骨細胞、軟骨片を用いて胎児、成体で検討したところ、c-fos遺伝子の発現は細胞内カルシウム濃度によって調節されており、胎児は成体に比べ、細胞内カルシウム濃度の上昇が顕著であり、かつ細胞内カルシウムの上昇を促すATPに対する感度が高いことがわかった。
今後、胎児軟骨修復を追及することで今まで困難とされてきた軟骨損傷の治療の手掛りを得られるのではないかと考える。