An Investigation of molecular mechanisms of initiation and progression of ossification of the spinal ligaments

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 15H05681
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Orthopaedic surgery
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: INOSE HIROYUKI 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 講師 (30615711)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 骨代謝 / 軟骨代謝 / 靭帯骨化

Outline of Final Research Achievements

Through comprehensive analysis of gene expression in ligament samples from ossification of the posterior longitudinal ligament (OPLL) patients, we identified that Cyclin dependent kinase 1 (Cdk1) was involved in the initiation and progression of OPLL. The role of Cdks in this process have not been extensively studied. In this study, we demonstrated that Cdk1 regulates skeletal development based on chondrocyte-specific loss-of-function experiments performed in a mouse model. Cdk1 functions as a molecular switch from proliferation to hypertrophic differentiation of chondrocytes. Furthermore, using an osteoblast-specific loss-of-function mouse model, we demonstrated that Cdk1 regulates osteoblast proliferation and differentiation.

Free Research Field

整形外科

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

靭帯骨化症については、現段階で薬物的治療が困難であり、　巧緻機能障害や歩行障害が出現した場合には手術治療を行うしかない。しかしながら、手術には一定のリスクが存在する。そこで、我々は網羅的な遺伝子発現の解析において靭帯骨化の発生・進展に関与すると推測されるCdk1に注目した。そして、Cdk1による骨・軟骨代謝の調節機構を本研究により明らかにした。また、薬理学的なCdk1の抑制により靭帯細胞の増殖を抑制することが出来ることを見出した。従って、本研究の結果は靭帯骨化症に対する薬理学的な治療の基盤となりうると考えられる。