スクレロスチンによる内軟骨性骨化の制御と骨・軟骨修復への応用

2017 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K11019
• Research Institution: Yokohama City University
• Principal Investigator: 熊谷 研 横浜市立大学, 医学部, 講師 (10468176)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 齋藤 知行 横浜市立大学, 医学研究科, 教授 (30170517) [Withdrawn]
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 軟骨分化 / スクレロスチン

Outline of Annual Research Achievements

本研究ではスクレロスチン-Wntシグナル制御が軟骨分化に及ぼす影響を明らかにし、軟骨変性の進行予防および軟骨修復促進へ応用することを目的として実験を行う。平成29年度は、未分化細胞から軟骨細胞への分化および肥大化・石灰化までのin vitro軟骨多段階分化モデル(Shukunami et al. J Bone Miner Res. 1997) を用いて、各過程に対するスクレロスチンの影響を調査した。マウスembryonal carcinoma由来ATDC5細胞を6×104個/cm2の細胞数でプレートに播種し、培地にITSサプリメントを添加して軟骨分化を誘導する条件とし、培養は3週目まで5%CO2気相下、37℃で行い、3週目以降は3%CO2気相下、37℃で継続した。培養3週までスクレロスチンを各濃度（2, 20, 200ng/ml）で投与し、3週以降から8週まではスクレロスチン20ng/mlを投与した。スクレロスチン非投与群を対照とした。軟骨分化について、培養液中のglycosaminoglycan (GAG)濃度、alizarin red 染色による石灰化、RT-PCRによる軟骨分化関連遺伝子の発現を評価した。対照群において、培養2週以降にスクレロスチンの発現が確認され、石灰化とともに消退した。培養3週目において、スクレロスチン投与濃度に比例してGAG濃度が増加した（P<0.05 vs 対照群）。培養3週以降では、スクレロスチン投与により石灰化が抑制され、Col2a1、SOX9の発現が増加し、MMP3、MMP13、ADAMTS5、Col10a1の発現が低下した（各群P<0.05 vs 対照群）。スクレロスチンは軟骨分化とともに発現し、軟骨細胞の維持に関与することが示唆された。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

研究モデルの作製が予定通り行われ、当該年度に予定していた解析をほぼ行うことができ、一つの結論を導くことができた。

Strategy for Future Research Activity

前年度の結果を踏まえ、今年度はスクレロスチンの遺伝子発現を抑制した場合について軟骨分化の各過程に及ぼす影響を調査する。