Notchシグナルによる骨芽細胞の分化誘導とその臨床応用への展望

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14370615
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: 川島 伸之 東京医科歯科大学, 大学院・医歯学総合研究科, 助手 (60272605)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 梅澤 明弘 国立生育医療センター研究所, 生殖医療研究部, 部長 (70213486) ; 坂本 啓 東京医科歯科大学, 大学院・医歯学総合研究科, 助手 (00302886)
• Keywords: Notch / 未分化間葉細胞 / 骨芽細胞 / CBF1 / RBP-Jκ / KusaA1 / 硬組織形成 / 骨髄ストローマ細胞 / 石灰化

Research Abstract

未分化間葉系細胞から骨芽細胞への初期のコミットメントにおいて、runt-related transcription factor 2/core binding factor 1およびOsterixが重要であると考えられているが、骨芽細胞分化および骨芽細胞の機能を誘導するメカニズムについてはいまだ不明な点が多い。今回の研究において、さまざまな細胞の分化さらに器官、組織の発生に重要な働きをもつNotchが、未分化間葉系細胞の骨芽細胞への分化および石灰化においても関与していることを明らかにした。すなわち、Notchの細胞内ドメイン(NICD)をトランスフェクトすることによりリセプターとして機能するNotchのシグナルを強制的に入れることにより、骨芽細胞としてのフェノタイプを強く示す骨髄ストローマ細胞由来のKusaA1細胞において、骨芽細胞系のマーカー発現が抑制された。また、in vivoにおける硬組織形成も強く抑制された。すなわち、Notchは骨芽細胞の分化あるいは石灰化において抑制的に働いていることが明らかになった。それでは、Notchシグナルを抑制することにより骨芽細胞分化および石灰化が促進できるのではないか、との仮説に基づき、Notchシグナルをブロックすると報告されているCBF1/RBP-JκをKusaA1細胞にトランスフェクトし、その効果について検討した。その結果、NICDの場合とは逆にKusaA1細胞は骨芽細胞としてのフェノタイプをより強く発現するとともに、in vivoにおいてオリジナルのKusaA1細胞に比べてより大きな硬組織を形成することが明らかとなった。Notchのシグナルをコントロールすることにより、骨芽細胞分化を調節することができ、ひいては硬組織の形成を誘導あるいは抑制することが出来るものと期待される。(776字)

Research Products

• [Publications] Shindo K., Kawashima N., Sakamoto K., Umezawa A., et al.: "Osteogenic differentiation of the mesenchymal progenitor cells, Kusa is suppressed by Notch signaling."Experimental Cell Research. 290. 370-380 (2003)