線維芽細胞を起点とした骨代謝制御機構の解明と骨吸収性疾患治療への応用

2017 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K17578
• Research Institution: Hirosaki University
• Principal Investigator: 伊藤 良平 弘前大学, 医学研究科, 助教 (20638902)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 骨代謝 / 線維芽細胞 / 骨芽細胞 / メカニカルストレス / 細胞間相互作用

Outline of Annual Research Achievements

我々は、これまで骨膜由来細胞を用いた研究から、骨膜依存的な骨代謝制御機構を明らかにした。また、その過程で骨膜中の線維芽細胞の骨代謝への関与が示唆された。本研究ではこれまで着目されていなかった線維芽細胞による骨代謝制御機構を解明する。
線維芽細胞を骨芽細胞と共培養したときの両細胞の変化および相互作用の解析するため、線維芽細胞と骨芽細胞をトランスウェルを用いて非接触共培養し、単独培養した細胞を対照として、両細胞のmRNA発現を解析した。特にBMP、RUNX、IGFなどの成長・分化因子について共培養による影響を解析した。 両細胞のmRNA発現をPCR法で解析した。その結果、骨代謝に関連する成長因子をターゲットとした多くのシグナル経路が活性化されていることが示唆された。なかでもIGF（insulin like growth factor)およびIGFBPs(IGF-Binding protein)が共培養開始から経時的に変動し、骨代謝制御に何らかの影響を及ぼしていることが強く示唆されている。BMP、RUNX、OPGなどの骨代謝関連成長因子は骨芽細胞に直接的に働きかける因子としてしられているが、線維芽細胞による骨代謝制御機構ではIGF関連因子が重要な働きをしている可能性が考えられる。現時点で実験は共培養刺激までの段階であるが、今後メカニカルストレス刺激も付与し、各種遺伝子変動を検討していく。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

骨芽細胞と線維芽細胞の相互作用として液性物質のIGF、IGFBPsが示唆されているが、具体的な作用、効果については解析できていない段階である。IGF関連以外の成長因子なども骨芽細胞と線維芽細胞の相互作用による骨代謝に間接的に関与している可能性があるため、より多くの遺伝子を対象とした解析が必要となっている。

Strategy for Future Research Activity

先行実験としてPCRを行ったが、これをもとに骨芽細胞、線維芽細胞の相互作用についてマイクロアレイ法で網羅的に解析を進めていく方針である。

Causes of Carryover

平成30年度にはマイクロアレイを含む実験を計画しており、予定よりも多くの費用が必要となることが予想されるため、平成２９年度予算の一部を次年度使用とした。