新規転写因子KLF5による骨代謝調節機構の解明-ノックアウトマウスの解析とヒト遺伝子SNPsのスクリーニング-

2004 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16659401
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 中村 耕三 東京大学, 医学部附属病院, 教授 (60126133)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 川口 浩 東京大学, 医学部附属病院, 助教授 (40282660) ; 河野 博隆 東京大学, 医学部附属病院, 助手 (20345218) ; 真鍋 一郎 東京大学, 大学院・医学系研究科, 科学技術振興特任教員 (70359628) ; 永井 良三 東京大学, 医学部附属病院, 教授 (60207975)
• Keywords: KLF5 / 内軟骨性骨化

Research Abstract

新規転写因子Kruppel-like zinc-finger transcription factor 5(KLF5)の骨軟骨組織における機能を解明する目的で、まず遺伝子欠損(KO)マウスを作成しその骨組織の解析を行った。最初にKLF5の骨軟骨における発現および局在を、RT-PCR法、免疫組織化学法により検討したところ、若年マウスの前肥大軟骨細胞、肥大軟骨細胞、骨芽細胞に強く発現していることが確認された。また、成人マウスにおいても、肥大軟骨細胞、骨芽細胞に発現がみられた。次に、出生直後のKLF5 KOマウスの長管骨の骨軟骨組織の解析を行ったところ、KOマウスにおいて肥大軟骨細胞層の延長がみられた。さらに、軟骨基質・石灰化組織に特異的な組織染色法を行ったところ、肥大軟骨細胞層における軟骨基質の石灰化の遅延が認められ、成長板の軟骨分化マーカー(II型・X型コラーゲン)による免疫染色でも、同様の所見が得られた。一方、4週齢・8週齢KOマウスの長管骨の形態・骨密度を、X線撮影とDEXAを用いて検討したが、WTマウスと比較し有意な差は認めなかった。以上より、内軟骨性骨化にKLF5が関与していることが考えられたため、既に我々が独自に確立している内軟骨性骨化の再現モデルでもある脛骨骨折モデルを8週齢のWTマウスとKOマウスに作成し、その治癒過程をX線学的に比較検討したが、治癒過程に有意な差は認められなかった。
一方、in vitroの解析では、マウスの軟骨系腫瘍細胞株であるATDC5にKLF5 retro virus・KLF5 dominant negative (DN) retro virusを導入し、インスリンによる分化誘導をかけ分化能を検討したところ、DN retro virusを導入したもので軟骨細胞の分化が抑制されており、KLF5の軟骨細胞分化制御への関与が示唆された。