軟骨由来多機能成長因子エコジェニン/CTGFの遺伝子変異動物作製による機能解析

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13307053
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 滝川 正春 岡山大学, 大学院・医歯学総合研究科, 教授 (20112063)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山合 友一朗 岡山大学, 大学院・医歯学総合研究科, 助手 (00158057) ; 久保田 聡 岡山大学, 大学院・医歯学総合研究科, 助手 (90221936) ; 中西 徹 岡山大学, 大学院・医歯学総合研究科, 助教授 (30243463) ; 小守 壽文 大阪大学, 医学系研究科, 助手 (00252677) ; 木村 友厚 富山医科薬科大学, 医学部, 教授 (80167379)
• Keywords: エコジェニン / CTGF / 軟骨 / 骨 / トランスジェニックマウス / 骨折治癒 / アクチン / パールカン

Research Abstract

昨年度、XI型コラーゲンの発現ベクターに発現特異性を規定するイントロンカセットを接続したベクターを構築し、エコジェニン/CTGF遺伝子を軟骨特異的に強制発現するトランスジェニックマウス(Tg)を作製したが、このTgマウスは正常マウスに比べ発育が遅く、骨格が矮小であり、また、骨密度も低下していていたが、その表現型はあまり顕著でなかった。また、精巣が萎縮し繁殖能力がなかった。そこで、XI型コラーゲンの発現ベクターの代わりに、より軟骨特異的でより強力なII型コラーゲンの発現ベクターを用いて軟骨特異的にCTGFを強制発現するTgマウスを作製中である。
一方、遺伝子変異動物を用いた機能解析は時間がかかるので、平行して組み換え体エコジェニン/CTGFを用いた機能解析をin vitroおよびin vivoで行った。その結果、CTGFが関節軟骨培養細胞に対しては分化は促進するものの肥大化までは促進しないこと、in vivoで関節軟骨の再生、修復作用があることを明らかにした。また、軟骨培養細胞を用いてエコジェニン/CTGFのパラクリン作用にはパールカンが関与していることも明らかにした。
さらに、エコジェニン/CTGFが軟骨細胞において細胞骨格タンパクであるアクチンと結合することや、ある種の癌細胞に強制発現させることにより、細胞がアポトーシスに陥ることを見いだし、パラクリン作用だけでなく細胞内で働く可能性を示唆した。
また、in situ hybridizationや免疫染色により、骨折治癒過程では肥大軟骨細胞だけでなく、幼弱骨芽細胞もエコジェニン/CTGFを発現し、その細胞周囲にエコジェニン/CTGFが存在することを見いだした。骨折治癒過程は骨発生過程を短時間に再現していると考えられることから、この事実はエコジェニン/CTGFが膜性骨化にも重要な役割を演じていることを示している。

Research Products

• [Publications] Tuyoshi Shimo et al.: "Connectivetissue growth factor as a major angiogenic agent that is induced by hypoxia in a human breast cancer cell line"Cancer Lett.. 174. 57-64 (2001)
• [Publications] Takashi Yamashiro et al.: "Mechanical stimulation induces CTGF expression in rat osteocytes"J.Dent.Res.. 80. 461-465 (2001)
• [Publications] Seiji Kondo et al.: "Connective tissue growth factor increased by hypoxia may initiate angiogenesis in collaboration with matrix metalloproteinases"Carcinogenesis. 23. 767-776 (2002)
• [Publications] Takashi Nishida et al.: "CTGF/Hes24, a hypertrophic chondrocyte specific gene product, stimulates the proliferation and expression of the cartilage phenotype but not hypertrophy or calcification or articular cartilage in culture"J.Cell.Physiol.. 192. 55-63 (2002)
• [Publications] Eiji Nakata et al.: "Expression of connective tissue growth factor/hypertrophic chondorocyte-specific gene product 24(CTGF/Hes24) during fracture healing"Bone. 31. 441-447 (2002)
• [Publications] Yuji Yamamoto et al.: "Possible roles of CTGF/Hes24 in the initiation and development of ossification longitudinal ligament"Spine. 27. 1852-1857 (2002)
• [Publications] Kumiko Nawachi et al.: "Tyrosine kinase-type receptor ErbB4 in chondrocytes : interaction with connective tissue growth factor and distribution in cartilage"FEBS Lett.. 528. 109-113 (2002)
• [Publications] Gen Yoshimichi: "CTGF/Hes24 interacts with the cytoskeletoal protein actin in chondrocytes"Biochem.Bophys.Res.Commun. 299. 755-761 (2002)
• [Publications] Hirotoshi Shimizu et al.: "Development of dentin regeneration therapy : expression of type I collagen and alkaline phosphatase induced by CTGF in human cultured dental pulp"J.Hard Tissue Biology. 11. 62-67 (2002)
• [Publications] Tsutomu Inoue et al.: "Hepatocyte growth factor counteracts transforming growth factor-beta1, through attenuation of connective tissue growth factor induction, and prevents renal fibrogenesis in 5/6 nephrectomized mice"FASEB J.. 17. 268-270 (2003)
• [Publications] Yoshiki Mukudai et al.: "Conserved repressive regulation of connective tissue growth factor/hypertrophic chondrocyte-specific gene 24 (ctgf/hes24) enabled by different elements and factors among vertebrate species"Biol. Chem.. 384. 1-9 (2003)
• [Publications] Masaharu Takigawa et al.: "The role of CTGF/Hes24/ecogenin in skeletal growth control"J.Cell.Physiol.. 194. 256-266 (2003)