小児骨折での骨変形自然矯正機構の解明(ホメオボックス遺伝子の役割)

2006 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17659477
• Research Institution: Osaka City University
• Principal Investigator: 高岡 邦夫 大阪市立大学, 大学院医学研究科, 教授 (30112048)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 北野 利夫 大阪市立大学, 大学院医学研究科, 助教授 (50291597) ; 寺井 秀富 大阪市立大学, 大学院医学研究科, 講師 (20382046) ; 橋本 祐介 大阪市立大学, 大学院医学研究科, 後期臨床研究医 (10382178)
• Keywords: 遺伝子 / 変形矯正 / ホメオボックス / 骨折

Research Abstract

4週齢、ICRマウスの右脛骨を直視下に骨幹部骨折させ、26G針にて髄内固定を施行。骨折後、0・1・3・5・7・10・14・21・28日後に、骨折部を中心に約5mmの長さで骨折部周辺組織を回収し、1郡Aを抽出。各群N=10とした。抽出したRNAを鋳型として、逆転写の後、ホメオボックス遺伝子であるTbx4・Tbx5・Pitx1・HoxA10・HoxD10・HoxA11・HoxD11のTaqman Probeを用いてReal time PCRを行い、各遺伝子のmRNA発現を定量的に評価した。結果、骨折後3日目におけるPitx1遺伝子の発現のみが、骨折直後と比較して統計学的に有意な上昇を認めたが、その他の遺伝子の発現量は上昇を認めず、時間経過と共に減少していく傾向を示した。そこで、前述と同様に骨折モデルマウスを作成し、骨折を伴わない左脛骨を対照群とし骨折後0・1・3・5・7・10・14日後に骨折部および左脛骨骨幹部を採取し、1郡Aを抽出した。同一個体の非骨折部を対照とした結果、発現量のピークが異なり、骨折後7日目にPitx1遺伝子の発現量が約25倍と上昇した。その他の遺伝子発現は変化を示さなかった。部位特異性を評価するため、前腕骨骨折モデルを作成し、同様に骨折部から剛Aを抽出しホメオボックス遺伝子群の発現変動を検索した。結果、骨折後5日目をピークにTbx5の遺伝子発現上昇を認めたがその他の遺伝子の発現の変動を認めることはできなかった。
上記の結果から、上肢骨の骨折治癒過程においては、上肢発生をつかさどるTbx5遺伝子が、下肢骨の骨折治癒過程においては、下肢発生の一部をつかさどるPitx1遺伝子が発現上昇を認めた。これら転写因子の骨折治癒に関わる役割は不明であるが、上肢や下肢といった部位を認識した組織修復のメカニズムの一部を担っていることが推測される。

Research Products

• [Journal Article] Regenerative repair of long intercalated rib defects using porous cylinders of beta-tricalcium phosphate : an experimental study in a canine model. (2007)
  • Author(s): Hoshino M, Egi T, Terai H, Namikawa T, Takaoka K.
  • Journal Title: Plast Reconstr Surg 119・5 Pages: 1431-1439.
• [Journal Article] Reconstruction of Bone Defects Using rhBMP-2-coated Devitalized Bone. (2007)
  • Author(s): Taguchi S, Namikawa T, Ieguchi M, Takaoka K
  • Journal Title: Clin Orthop Relat Res (in press)
• [Journal Article] Calcaneal apouhyseal avulsion fracture (2007)
  • Author(s): Imai Y, Kitano T, Nakagawa K, Takaoka K.
  • Journal Title: Arch Orthop Trauma Surg (in press)
• [Journal Article] Comparative roles of Twist-1 and Id1 in transcriptional regulation by BMP signaling. (2007)
  • Author(s): Hayashi M, Nimura K, Kashiwagi K, Harada T, Takaoka K, Kato H, Tamai K, Kaneda Y.
  • Journal Title: J Cell Sci 120・8 Pages: 1350-1357
• [Journal Article] Clinical effect of bisphosphonate and vitamin D on osteoporosis : reappraisal of a multicenter double-blind clinical trial comparing etidronate and alfacalcidol. (2007)
  • Author(s): Fujita T, Orimo H, Inoue T, Kaneda K, Sakurai M, Morita R, Yamamoto K, Sugioka Y, Inoue A, Takaoka K, Yamamoto I, Hoshino Y, Kawaguchi H.
  • Journal Title: J Bone Miner Metab 25・2 Pages: 130-137
• [Journal Article] Endoscopic vertebroplasty for the treatment of chronic vertebral compression fracture. Technical note. (2006)
  • Author(s): Hoshino M, Nakamura H, Konishi S, Nagayama R, Terai H, Tsujio T, Namikawa T, Kato M, Takaoka K.
  • Journal Title: J Neurosurg Spine 5・5 Pages: 461-467
• [Journal Article] Volar dislocation of the extensor carpi ulnaris tendon on magnetic resonance imaging is associated with extensor digitorum communis tendon rupture in rheumatoid wrists. (2006)
  • Author(s): Egi T, Inui K, Koike T, Goto H, Takaoka K, Kazuki K.
  • Journal Title: J Hand Surg [Am] 31・9 Pages: 1454-1460
• [Journal Article] Low hepatic cytochrome P450 3A activity is a risk for corticosteroid-induced osteonecrosis. (2006)
  • Author(s): Kaneshiro Y, Oda Y, Iwakiri K, Masada T, Iwaki H, Hirota Y, Kondo K, Takaoka K
  • Journal Title: Clin Pharmacol Ther 80・4 Pages: 396-402
• [Journal Article] Efficacy and tolerability of once-weekly administration of 17.5 mg risedronate in Japanese patients with involutional osteoporosis : a comparison with 2.5-mg once-daily dosage regimen. (2006)
  • Author(s): Matsushita N, Terai H, Okada T, Nozaki K, Inoue H, Miyamoto S, Takaoka K.
  • Journal Title: J Bone Miner Metab 24・5 Pages: 405-413
• [Journal Article] Use of glycyrrhizin in prevention of tissue damage caused by ischemia-reperfusion in rabbit hind limbs (2006)
  • Author(s): Nakata N, Takaoka K.
  • Journal Title: J Orthop Sci 11・4 Pages: 375-379
• [Journal Article] Repair of long intercalated rib defects using porous beta-tricalcium phosphate cylinders containing recombinant human bone morphogenetic protein-2 in dogs. (2006)
  • Author(s): Hoshino M, Egi T, Terai H, Namikawa T, Takaoka K.
  • Journal Title: Biomaterials. 28 Pages: 4934-4940
• [Journal Article] Heparin potentiates the in vivo ectopic bone formation induced by bone morphogenetic protein-2. (2006)
  • Author(s): Zhao B, Katagiri T, Toyoda H, Takada T, Yanai T, Fukuda T, Chung UI, Koike T, Takaoka K, Kamijo R.
  • Journal Title: J Biol Chem 281・11 Pages: 23246-23253
• [Journal Article] Osteoblasts provide a suitable microenvironment for the action of receptor activator of nuclear factor-kappaB ligand. (2006)
  • Author(s): Yamamoto Y, Udagawa N, Matsuura S, Nakamichi Y, Horiuchi H, Hosoya A, Nakamura M, Ozawa H, Takaoka K, Penninger JM, Noguchi T, Takahashi N.
  • Journal Title: Endocrinoiogy 147・7 Pages: 3366-3374
• [Journal Article] Ectopic bone formation in mice associated with a lactic acid/dioxanone/ethylene glycol copolymer-tricalcium phosphate composite with added recombinant human bone morphogenetic protein-2. (2006)
  • Author(s): Kato M, Namikawa T, Terai H, Hoshino M, Miyamoto S, Takaoka K.
  • Journal Title: Biomaterials 27・21 Pages: 3927-3933