硬組織形成におけるRhoファミリータンパク質の細胞内外シグナル伝達制御機構の解明

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K09512
• Research Institution: Showa University
• Principal Investigator: 山田 篤 昭和大学, 歯学部, 講師 (50407558)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 細胞内シグナル伝達

Outline of Annual Research Achievements

低分子量Gタンパク質Rac1およびCdc42はこれまでの研究より、硬組織形成、なかでも四肢骨格軟骨形成において重要であることが示唆されてきた。Rac1およびCdc42は細胞外からのシグナルを細胞内に伝える分子スイッチであることを考えると、細胞内でどのようなシグナル伝達により細胞の機能を制御し、硬組織形成に影響を与えているか検討することは肝要であると考えられる。そこで、本年度は骨芽細胞における機能を検討する目的で、in vitro（マウス由来頭蓋骨由来初代培養骨芽細胞）でRac1とCdc42の機能を阻害する阻害剤、NSC23766およびCasinをそれぞれ作用させた際の細胞内における遺伝子発現変化の網羅的解析をマイクロアレイ解析により行った。その結果、hyaluronan synthaseファミリーの1つHyaluronan synthase 2 (Has2)、Tranforming growth factor beta superfamilyに属し頭蓋骨形成に重要な役割を果たしていると考えられているGrowth diffrentiation factor 10 (Gdf10)、インスリン様増殖因子結合タンパク質ファミリーの１つ、Insulin-like Growth factor binding protein 5(Igfbp5)などの遺伝子発現が強力に抑制され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

Rac1とCdc42の機能を低下させた時に発現が低下する遺伝子を抽出することができたため。

Strategy for Future Research Activity

再現性の実験を行うことなど、より詳細な機能解析に関する研究を遂行していく予定である。

Causes of Carryover

前年度の研究のより詳細な解析（定量的PCRなど）を行うことができなかったため、次年度に繰り越すこととなった。

Research Products

• [Journal Article] Nephronectin expression is inhibited by inorganic phosphate in osteoblasts. (2018)
  • Author(s): 1)Kato T, Yamada A, Sasa K, Yoshimura K, Morimura N, Ogata H, Sakashita A, Kamijo R
  • Journal Title: Calcif. Tissue Int. Volume: 104(2) Pages: 201-206
  • DOI: 10.1007/s00223-018-0484-3
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Monocarboxylate transporter-1 promotes osteoblast differentiation via suppression of p53, a negative regulator of osteoblast differentiation. (2018)
  • Author(s): Sasa K, Yoshimura K, Yamada A, Suzuki D, Miyamoto Y, Imai H, Nagayama K, Maki K, Yamamoto M, Kamijo R
  • Journal Title: Sci. Rep. Volume: 8(1) Pages: 10579
  • DOI: 10.1038/s41598-018-28605-5
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Cooperation of Rho family proteins Rac1 and Cdc42 in cartilage development and calcified tissue formation. (2018)
  • Author(s): Ikehata M, Yamada A, Fujita K, Yoshida Y, Kato T, Sakashita A, Ogata H, Iijima T, Kuroda M, Chikazu D, Kamijo R
  • Journal Title: Biochem. Biophys. Res. Commun. Volume: 500 Pages: 525-529
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2018.04.032
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] Cdc42は出生後の血管形成および血管を介した骨形成に重要な役割を果たしている。 (2018)
  • Author(s): 吉田優子、山田篤、上條竜太郎
  • Organizer: 第55回日本口腔組織培養学会学術大会
• [Presentation] 骨軟骨形成におけるRhoファミリー低分子量Gタンパク質Rac1とCdc42の機能解析 (2018)
  • Author(s): 池畑美紀子、山田篤、吉田優子、加藤憲、近津大地、上條竜太郎
  • Organizer: 第36回日本骨代謝学会学術集会
• [Presentation] Cdc42は出生後の血管形成および血管を介した骨形成に重要な役割を果たしている。 (2018)
  • Author(s): 吉田優子、山田篤、池畑美紀子、加藤憲、上條竜太郎
  • Organizer: 第36回日本骨代謝学会学術集会
• [Presentation] 細胞外リン濃度の上昇はFGFシグナルを介し、細胞外マトリックスタンパク質Nephronectinの発現を抑制する。 (2018)
  • Author(s): 加藤憲、山田篤、吉田優子、池畑美紀子、緒方浩顕、上條竜太郎
  • Organizer: 第36回日本骨代謝学会学術集会