Regurational mechanisms by hypoxia and fatty acids in development, growth, regression and ossification of the branchial cartilage

2019 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 17K11626
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Morphological basic dentistry
• Research Institution: Meikai University
• Principal Investigator: AMANO Osamu 明海大学, 歯学部, 教授 (60193025)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 鰓弓軟骨 / 低酸素 / 脂肪酸結合タンパク質 / セプトクラスト / 破軟骨細胞

Outline of Final Research Achievements

In mouse embryos, 1st branchial arch cartilage (Meckel's cartilage) expresses hypoxia-inducible factor, HIF-a, in early stage. Organ-cultured mouse embryonic mandible under hypoxic condition showed microgenia with abnormal Meckl's cartilage. Before beginning of Meckel's cartilage resorption, epidermal-type fatty acid binding protein (E-FABP)-positive septoclasts appeared and involved in resorption of uncalcified matrix of Meckel's cartilage. Septoclasts are shown to play important roles with osteoclast-like chondroclast in rabid regression of Meckel's cartilage before birth.

Free Research Field

口腔解剖学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

胎児下顎のメッケル軟骨はもともとは下顎骨の原基であったが、哺乳類以降は新たな下顎骨の出現により一部を除いて不要となり、大部分は出生前に消失する。しかしその遺残は生後の下顎骨や顎顔面の異常を来すことから、出生前までの急速な消失が正常な顎顔面形態形成には必要である。今課題の実施により、長管骨の軟骨内骨化に見られるセプトクラストがメッケル軟骨の吸収面に出現して、破骨細胞と役割分担をしながら急速な軟骨吸収を行うことを明らかにした。また、吸収開始に必要な軟骨細胞の肥大化には、低酸素環境で誘導される因子の発現が関与しており，無血管組織である軟骨特有の細胞分化、吸収開始機構をもつことが強く示唆された。