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2016 Fiscal Year Research-status Report

力学的ストレスを応用した筋骨格系維持再生療法の実現化に向けた分子基盤研究

Research Project

Project/Area Number 15K20375
Research InstitutionKagoshima University

Principal Investigator

楠山 譲二  鹿児島大学, 医歯学域歯学系, 助教 (70596105)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2018-03-31
Keywordsメカニカルストレス / 間葉系幹細胞 / 骨芽細胞 / 低出力超音波 / LIPUS
Outline of Annual Research Achievements

筋骨格系において、骨芽細胞はメカニカルストレスを受容する主たる細胞の1つである。これまでに間葉系幹細胞を用いて見出したメカニカルストレスの応答機構について、骨芽細胞における作用を確認したところ、骨芽細胞の分化段階によってメカニカルストレスの応答性が異なることを見出した。このメカニズムとして、骨芽細胞分化中期に一過性に発現するリン酸化糖タンパク質であるオステオポンチン(OPN)が関与することを見出した。OPNを高発現した骨芽細胞はLIPUS(低出力超音波)によるメカニカルストレスへの応答が減弱しており、特にfocal adhesion kinase (FAK)の活性化をブロックしていることが分かった。同様の作用は骨芽細胞にリコンビナントOPNタンパク質を施した場合も見られた。また、OPN-siRNAやOPN中和抗体はOPN型骨芽細胞のLIPUS応答性を有意に上昇させた。また興味深いことに、OPNは骨芽細胞のFAK活性化作用を持つHGF、PDGFによる刺激についても抑制性作用を示した。この現象のキーとなる分子として、OPNはFAKの脱リン酸化酵素であるlow molecular-weight protein tyrosine phosphatase (LMW-PTP)の発現を上昇させており、骨芽細胞分化によるOPNの発現とLMW-PTPの発現は協調的であることが分かった。更に、細胞内のLMW-PTPの発現は、OPN受容体の中でもCD44に特異的に誘導されることが分かった。このようにOPNは、骨芽細胞のメカニカルストレス応答性を修飾することによって、骨芽細胞の生理応答性に影響を及ぼしている可能性がある。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

今年度は研究の進展中に、メカニカルストレス応答性が間葉系幹細胞と骨芽細胞とで異なることに疑問を持ち、そのメカニズムを解析する過程で、OPNのメカニカルストレス受容修飾機構を見出すことができた。
昨年度までに明らかにした間葉系幹細胞の分化能とメカニカルストレスとの関連については、今年度はヒトから採取した歯根膜由来幹細胞を用いて同様のデータを収集した。本研究に関しても今年度中に成果をまとめる目途がついている。研究計画に沿った成果と、問題解決から派生した成果を得ることができており、更なる発展が見込めると予想される。

Strategy for Future Research Activity

現在データの収集はほぼ完了しており、科学雑誌への投稿を進めている。また成果の学会等での公表と、継続した研究内容の計画(主に臨床的な治験を目指す)のために予備データのセットを完了したい。

  • Research Products

    (10 results)

All 2017 2016

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Acknowledgement Compliant: 4 results) Presentation (6 results)

  • [Journal Article] Lymphomatoid granulomatosis initially presenting as ulcerated subcutaneous and muscle lesions without pulmonary involvement2017

    • Author(s)
      Higashi Y, Yoshioka T, Kawai K, Fujii K, Yoshimitsu M, Kusuyama J, Shima K, Tanimoto A, Kanekura T.
    • Journal Title

      Journal of Dermatology

      Volume: 44 Pages: 107-108

    • DOI

      10.1111/1346-8138.13712

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Osteopontin inhibits osteoblast responsiveness through the downregulation of focal adhesion kinase mediated by the induction of low molecular weight-protein tyrosine phosphatase.2017

    • Author(s)
      Kusuyama J, Bandow K, Ohnishi T, Hisadome M, Shima K, Semba I, Matsuguchi T.
    • Journal Title

      Molecular Biology of the Cell

      Volume: 印刷中 Pages: 印刷中

    • DOI

      10.1091/mbc.E16-10-0716

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] CXCL3 positively regulates adipogenic differentiation.2016

    • Author(s)
      Kusuyama J, Komorizono A, Bandow K, Ohnishi T, Matsuguchi T.
    • Journal Title

      Journal of Lipid Research

      Volume: 57 Pages: 1806-1820

    • DOI

      10.1194/jlr.M067207

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Hepatocyte growth factor reduces CXCL10 expression in keratinocytes.2016

    • Author(s)
      Hisadome M, Ohnishi T, Kakimoto K, Kusuyama J, Bandow K, Kanekura T, Matsuguchi T.
    • Journal Title

      FEBS Letter

      Volume: 590 Pages: 3595-3605

    • DOI

      10.1002/1873-3468.12452

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 低出力超音波(LIPUS)による歯根膜由来幹細胞のBMP9誘導性骨分化及び炎症性応答の制御2017

    • Author(s)
      楠山譲二、中村利明、大西智和、榮樂菜保子、野口和行、松口徹也
    • Organizer
      第20回超音波骨折治療研究会
    • Place of Presentation
      品川インターシティホール(東京都・品川区)
    • Year and Date
      2017-01-21 – 2017-01-21
  • [Presentation] 低出力超音波(LIPUS)による歯根膜由来幹細胞のBMP9誘導性骨分化及び炎症性応答の制御2016

    • Author(s)
      楠山譲二、中村利明、大西智和、榮樂菜保子、野口和行、松口徹也
    • Organizer
      第15回日本超音波治療研究会
    • Place of Presentation
      東京女子医科大学・早稲田大学連携先端生命 医科学研究教育施設(東京都・千代田区)
    • Year and Date
      2016-11-12 – 2016-11-12
  • [Presentation] JNKシグナリングは骨芽細胞の多様性分化を制御する2016

    • Author(s)
      楠山譲二、大西智和、松口徹也
    • Organizer
      第58回歯科基礎医学会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター(北海道・札幌市)
    • Year and Date
      2016-08-26 – 2016-08-26
  • [Presentation] 低出力超音波(LIPUS)は歯根膜由来幹細胞のBMP9誘導性骨分化を促進し炎症応答を防ぐ2016

    • Author(s)
      楠山譲二、中村利明、大西智和、榮樂菜保子、野口和行、松口徹也
    • Organizer
      第25回硬組織再生生物学会
    • Place of Presentation
      日本大学歯学部(東京都・千代田区)
    • Year and Date
      2016-08-20 – 2016-08-20
  • [Presentation] JNKシグナリングは骨芽細胞の多様性分化を制御する2016

    • Author(s)
      楠山譲二、大西智和、松口徹也
    • Organizer
      第34回日本骨代謝学会
    • Place of Presentation
      大阪国際会議場(大阪府・大阪市)
    • Year and Date
      2016-07-23 – 2016-07-23
  • [Presentation] ケモカインCXCL3は脂肪分化を促進する2016

    • Author(s)
      楠山譲二、小森園杏奈、坂東健二郎、大西智和、松口徹也
    • Organizer
      平成28年度日本生化学会九州支部例会
    • Place of Presentation
      稲盛会館(鹿児島県・鹿児島市)
    • Year and Date
      2016-05-15 – 2016-05-15

URL: 

Published: 2018-01-16  

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