2020 Fiscal Year Annual Research Report
関節軟骨の生体恒常性の維持および破綻機構の統合的理解に基づく革新的医療技術の開発
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16H06393
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
西村 理行 大阪大学, 歯学研究科, 教授 (60294112)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
村上 智彦 大阪大学, 歯学研究科, 講師 (50510723)
高畑 佳史 大阪大学, 歯学研究科, 助教 (60635845)
波多 賢二 大阪大学, 歯学研究科, 准教授 (80444496)
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| Project Period (FY) |
2016-05-31 – 2021-03-31
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| Keywords | 関節軟骨 / 変形性関節症 / 転写因子 / Gdf5 / Prg4 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１．関節軟骨細胞に特異的に発現するサイトカインであるGDF5の機能を、軟骨細胞の発生、分化および成熟に重要であるBMP２との比較検討を行った。GDF5は、BMP2と同様にSmadシグナルを介して、多くの共通の遺伝子の発現を制御していることが判明した。そこでGDF5特異的な標的分子を同定するために、すでに作製したGdf5ノックアウトマウスより表層関節軟骨細胞を分離培養し、同腹野生型マウス由来の表層関節軟骨細胞を対照にして、RNA-Seq解析を行った。その結果、GDF5にて発現調整されているホメオボックス遺伝子を同定した。興味深いことに、GDF5は、マウス肢芽細胞ではBMP2と同様にその石灰化を促進したが、マウス表層関節軟骨細胞の石灰化は誘導しなかった。一方、BMP2は、マウス表層関節軟骨細胞の石灰化を誘導した。したがって、GDF5は同定されたホメオボックス遺伝子を介して、関節軟骨の骨化を抑止し、その分化度を維持していると考えられた。
２．すでに同定しているPrg4の発現制御に関わる転写因子が、Prg4遺伝子プローモーターに直接結合し、その転写を誘導していることを、ChIP解析、ルシフェラーゼレポーターアッセイ、過剰発現実験およびノックダウン実験により明らかにした。さらにその遺伝子ノックアウトマウスを作製し、表現型を解析するとPrg4の発現が著明に低下していることをRT-qPCR解析ならびにin situ ハイブリダイゼーション解析にて見出した。そのノックアウトマウスを用いて、変形性関節症モデルを作製すると、コントロールマウスに比較して、変形性関節症の症状が増悪することも示した。この転写因子に結合するリプレッサーの同定にも成功し、その遺伝子のノックダウン実験あるいは遺伝子ノックアウトマウスでは、Prg4の発現が増加することを明らかにした。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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