2020 Fiscal Year Research-status Report

下顎頭軟骨初期形成を制御する因子の探求

Research Project

Project/Area Number	18K06820
Research Institution	Tokyo Medical and Dental University
Principal Investigator	柴田俊一東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 教授 (80187400)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	船戸紀子東京医科歯科大学, 統合研究機構, 准教授 (10376767) 依田浩子新潟大学, 医歯学系, 准教授 (60293213) 藤川芳織昭和大学, 歯学部, 助教 (60805943)
Project Period (FY)	2018-04-01 – 2022-03-31
Keywords	下顎頭軟骨 / プロテオグリカン / 遺伝子発現 / decorin / biglycan
Outline of Annual Research Achievements	2020年度は前年度に引き続き初期下顎頭軟骨形成を制御する候補分子の網羅的検索からSox9発現後のE14.0で強く発現していたて遺伝子の発現について検索した。ピックアップした遺伝子のうち特に成長因子やに関係するものは発現の絶対量が高くないためなかなか検索が難しく、発現量が比較的多い細胞外基質成分に焦点を当てて検索を行った。ロイシン含有小型プロテオグリカン (SLRPs) は細胞外基質成分として広く分布しており、骨芽細胞や象牙芽細胞といった硬組織形成細胞にも発現が報告されているが、下顎頭軟骨形成過程による発現は検索されていなかった。そこで代表的な SLRPs である decorin, biglycan mRNAの発現を骨芽細胞や骨膜のマーカーである type I collagen や Tenascin-C の発現と比較することで検索を行った。その結果、decorin mRNA も biglycan mRNA も下顎頭軟骨周囲に形成される bone collar の骨芽細胞に強い発現が認められたが、その発現パターンは異なっていた。すなわち、decorin mRNAはtype I collagen mRNAと同じ発現パターンを示し、形成初期の bone collar の骨芽細胞に発現が認められたのに対し、biglycan mRNAは少し形成が進んだbone collar の骨芽細胞に発現が認められ、両者はbone collar 形成過程に関し異なった役割を演じていることが明らかとなった。また下顎頭軟骨下部の一次海綿質においても、同様に骨内膜側と骨膜側で異なった発現パターンを示した。この結果は論文として出版された。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 「初期下顎頭軟骨形成を制御する因子」の検索が本研究の目的で網羅的遺伝子検査検索によりいくつかの候補遺伝子を同定したが、関連する分子のうち細胞成長因子などの in situ hybridization の結果があまり良好ではなかった。しかし細胞外基質成分であるロイシン含有小型プロテオグリカン (SLRPs) が下顎頭軟骨周囲の bone collar 形成過程において特徴的なな発現をしている事が分かり、その結果を論文にまとめ出版されるに至ったことから研究はそれなりには進捗したと言える。ただし、Covid-19蔓延によって研究システムが数ヶ月完全にストップしたことと、それに関連する膨大な雑務が生じたため、上記以外の遺伝子の解析はあまり進捗せず、期間を繰り越して解析を継続することとした。
Strategy for Future Research Activity	リアルタイムPCRの結果からから絞られた候補分子、特に成長因子とそのレセプターについて in situ hybridizationの感度をあげて形態学的解析を行うとともに Real time PCRで定量的解析を加えて、候補分子の下顎頭軟骨形成への役割をより明確にする。検出感度が良好でなく標的分子に関して良好なな結果が得られない場合はすでにある程度解析がされているHand-1, 2などの転写因子の解析を行う。さらに下顎頭軟骨の器官培養系をもちいて候補遺伝子の機能解析も計画している。
Causes of Carryover	Covid-19の影響で研究システムがかなり毀損されたことと、講座研究費で消耗品等をかなり補充できた事で次年度使用額が生じた。次年度は候補遺伝子の更なる解析のほかサンプル採取時期を変更した再度のマイクロアレイ解析や器官培養系の検索も計画している。