2016 Fiscal Year Research-status Report
軟骨細胞の成長概日リズムとSOX9-ユビキチンリガーゼとの関連
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16K11476
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
服部 高子 岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 助教 (00228488)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
久保田 聡 岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 教授 (90221936)
西田 崇 岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 准教授 (30322233)
高江洲 かずみ (河田かずみ) 岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 助教 (10457228)
池亀 美華 岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 准教授 (70282986)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | chondrocytes / melatonin / rhythmic expression / PTHrP / IHH / cell growth |
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| Outline of Annual Research Achievements |
メラトニンが軟骨細胞の代謝に関与していることを示唆する以下の結果を得た。
1. 軟骨組織を含む他臓器の多くにメラトニン受容体MT-1, MT-2が発現していた。2. 暗黒下で培養された初代軟骨細胞でMT-1, MT-2遺伝子は概日リズムを持った発現変動をする。3. メラトニン生合成の律速酵素遺伝子であるAANAT mRNAが軟骨組織でも発現しており、MT-1, MT-2 mRNAと同調した概日リズムで発現していた。4. メラトニンを初代培養軟骨細胞に添加すると、細胞増殖が促進された。5. メラトニンを初代培養軟骨細胞に添加し、数日培養すると、Col2a1, Aggrecan, Sox9 mRNAの発現が増加するが、一方で肥大マーカーであるCol10a1 mRNAの発現は減少した。6. メラトニンの培養軟骨細胞に対する効果は、レセプターの阻害剤であるルジンドールの添加で阻害された。7. メラトニンを初代培養軟骨細胞に添加し、継時的にRNAを回収すると比較的早い時間にAANAT, MT-1, MT-2, PTHrP mRNAの発現が誘導され、さらに引き続いてSox9, IGF-1, Ihhの発現が誘導された。また、概日リズムの制御転写調節因子であるBmal1 mRNAの発現が誘導され、一方でPer1 mRNAの発現は抑制された。
これらの結果は、軟骨細胞が自律的にメラトニンを概日リズムを持ちながら合成し、MT-1, MT-2レセプターを介して細胞内に情報を伝達し、おそらく部分的には軟骨細胞の概日リズムを制御しているとの報告のあるPTHrP-IHHの経路を介して軟骨細胞の増殖を促進し、分化を抑制していることを示していると考えられる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成28年度に計画していた事項はほぼ完了しているため。
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| Strategy for Future Research Activity |
実験に用いられるマウス系統のほとんどがメラトニンを産生できない変異体であると報告されている。成熟の早い系統が選択的に用いられてきたことと大いに関連があると考えられる。また、一方で我々は、軟骨細胞が自律的概日リズムでメラトニンを産生していることを明らかにしてきたが、概日リズム制御因子として知られているBMAL1 転写調節因子と周期のズレがあることが分かった。メラトニンによって誘導される概日リズムのズレを修正する調節因子があると考えられるため、メラトニンを産生することができる野生ネズミの系統を用いて、メラトニン合成酵素をCRISPR-Cas9で欠失したマウスを作製し、軟骨組織を時間を変えて回収することによって、遺伝子発現の変化を解析したい。この結果は、概日リズムに応答した軟骨組織における遺伝子発現の制御機構を解明し、軟骨の成長のみでなく、加齢における抵抗性を治療に応用する基礎となると思われる。
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| Causes of Carryover |
次年度に動物実験を計画しており、遺伝子導入装置などの購入が必要なため、次年度に繰り越した。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
動物実験に必要な導入試薬、実験動物、導入装置などに使用する計画である。
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[Presentation] Investigation on long non-coding RNAs that are associated with chondrocytic phenotype.2016
Author(s)
Ishikawa, T., Murase, Y., Nishida, T., Hattori, T., Takigawa, M., Kubota, S.
Organizer
RNA2016
Place of Presentation
Kyoto, Japan
Year and Date
2016-06-28 – 2016-07-02
Int'l Joint Research
