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
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15K20375
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| Research Institution | Kagoshima University |
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Principal Investigator |
楠山 譲二 鹿児島大学, 医歯学域歯学系, 助教 (70596105)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| 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 |
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| 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。
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| 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。
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| 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。
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Research Products
(10 results)
