内軟骨性骨化調節ペプチドCNPの骨軟骨形成異常症の成因及び新規治療に関する研究

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14657265
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 中尾 一和 京都大学, 医学研究科, 教授 (00172263)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小松 弥郷 京都大学, 医学研究科, 助手 (40322648)
• Keywords: C型ナトリウム利尿ペプチド / 軟骨形成不全症 / 3型線維芽細胞増殖因子受容体 / トランスジェニックマウス / 軟骨細胞 / MAPキナーゼ / Cyclic GMP

Research Abstract

我々は2型コラーゲンプロモーターを用いた軟骨特異的C型ナトリウム利尿ペプチド(CNP)過剰発現マウス(CNP-Tg)を作成し、このマウスが四肢、体幹の伸張、組織学的に内軟骨性骨化過程における成長板軟骨の増大を認めることを示した。さらに、ヒトの軟骨形成不全症(achondroplasia)の疾患モデル動物である3型線維芽細胞増殖因子受容体(FGFR3)の細胞内ドメインの変異(G380R)を導入したトランスジェニックマウス(FGF-Ach)を用いて、ダブルトランスジェニックマウス(CNP/FGF-Ach)を作成したところ、CNPの軟骨での過剰発現によりFGF-Achマウスの四肢及び体長の著明な短縮がほぼ正常まで改善されることを明らかにした。CNP/FGF-Achにおいて組織学的にはFGF-Achに認められる成長板軟骨の短縮が正常まで回復し、前肥大化軟骨細胞層、肥大化軟骨細胞層の短縮が正常まで改善していることを証明した。次にその作用機構を明らかにするためにCNPとその受容体であるguanylate cyclase-B(GC-B)系の細胞内情報伝達系の主要因子であるcyclic GMP dependent protein kinaseII(cGK-II)欠損マウスにおいてCNPを軟骨で過剰発現させたところ、cGK-II欠損マウスにおける成長板軟骨の異常は改善されなかった。このことから内軟骨性骨化過程においてCNP/GC-B系はcGK-IIの上流にあることが示された。一方、変異型FGFR3(G380R)は機能獲得型変異であり、FGFR3の活性化に伴うMAPキナーゼ、STAT1のリン酸化が軟骨細胞の分化、増殖調節に重要であることが明らかとなっている。軟骨細胞培養株であるATDC細胞を用いた解析からCNP(10^<-8>-10^<-7>M)により濃度依存性にMAPキナーゼのリン酸化が抑制されることを示し、CNPによる軟骨形成不全症治療効果の作用機構の一部を明らかにした.

Research Products

• [Publications] Matsuoka Y, et al.: "Impaired adrenocorticotropic hormone response to bacterial endotoxin in mice deficient in prostaglandin E receptor EP1 and EP3 subtypes"Proc. Natl. Acad. Sci. USA. (in press). (2003)
• [Publications] Yamahara K, et al.: "Significance and therapeutic potential of natriuretic peptides/cGMP/cGMP-dependent protein kinase pathway in vascular regeneration"Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 100・6. 3404-3409 (2002)
• [Publications] Miyazawa T, et al.: "Cyclic GMP-dependent protein kinase II plays a critical role in C-type natriuretic peptide-mediated endochondral ossification"Endocrinology. 143・9. 3604-3610 (2002)
• [Publications] Li Y, et al.: "Guanylyl cyclase-A inhibits angiotensin type 1A receptor-mediated cardiac remodeling, an endogenous protective mechanism in the heart"Circulation. 106・13. 1722-1728 (2002)
• [Publications] Ohno N, et al.: "Accelerated re-endothelialization with suppressed thrombogenic property and neointimal hyperplasia of rabbit jugular vein grafts by adenovirus-mediated gene transfer of C-type natriuretic peptide"Circulation. 105・14. 1623-1626 (2002)
• [Publications] Yurugi-Kobayashi T, et al.: "Effective contribution of transplanted vascular progenitor cells derived from embryonic stem cells to adult neovascularization in proper differentiation stage"Blood. 101・7. 2675-2678 (2003)