軟骨細胞のメカニカルストレス応答における細胞接着・細胞内情報伝達分子の相互作用

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12557180
• Research Institution: TOHOKU UNIVERSITY
• Principal Investigator: 三谷 英夫 東北大学, 大学院・歯学研究科, 教授 (50014220)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高橋 美嘉子 東北大学, 歯学部・付属病院, 助手 (60241642) ; 高橋 一郎 東北大学, 大学院・歯学研究科, 助手 (70241643)
• Keywords: 軟骨細胞 / メカニカルストレス / 細胞接着 / インテグリン / 細胞外基質 / II型コラーゲン / Focal Adehesion kinase / フィブロネクチン

Research Abstract

顎口腔機能複合体の成長発育は、それ自身が果たす役割、すなわち咀嚼・発音機能と複雑に関連しあいながら遺伝的要因および環境的要因とに制御されていると考えられている。この成長発育は、鼻上顎複合体および下顎骨における軟骨内骨形成および膜内骨形成によって行われるが、その中でも下顎頭軟骨における成長発育は下顎骨の成長方向や成長量を決定する成長の中心の一つとして重要な役割を担っている。
本研究では、メカニカルストレスが軟骨細胞分化に与える影響を分子レベルで解明することを目的として、おもに細胞一細胞外基質間に形成される接着斑を構成するインテグリン、細胞骨格,細胞骨格関連分子、細胞内シグナル伝達分子および細胞外基質分子の果たす役割を分子生物学的に解析した。特に,インテグリンを介した細胞外基質と細胞の接着の阻害あるいは促進によってメカニカルストレスに反応する軟骨細胞で惹起される接着斑の形成、および細胞骨格タンパクであるアクチンの局在の変化、すなわちストレスファイバーの形成などを定量的RT-PCR法によるメッセンジャーRNA量の定量や,蛍光抗体間接法による免疫染色と共焦点レーザー顕微鏡を用い形態学的に明らかにした。本研究では,牽引力の負荷にともないII型コラーゲンの合成が減少して軟骨細胞の分化が抑制され、この分化抑制にはインテグリンを介した細胞外基質との接着が必要であるという作業仮説を証明した。さらに、インテグリンを介した細胞接着様式の発現により接着斑におけるシグナル伝達を担うFocal adhesion kinaseのインテグリン遺伝子の活性化が起こることを証明した。

Research Products

• [Publications] K.Onodera, I.Takahashi, Y.sasano et. al.: "Mechanical tension inhibits chondrogenesis of embryonic rat limb bud cells"Journal of Dental Research. 80. 634-634 (2001)
• [Publications] K.Onodera, I.Takahashi, Y.sasano et. al.: "Mechanical stretch inhibits chondrogenesis through integrins in embryonic mesenchymal cells"Journal of Dental Research. 81. A382-A382 (2002)