Analysis on ON-OFF switiching for osteocytic differentitation

2019 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18K19628
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 網塚 憲生 北海道大学, 歯学研究院, 教授 (30242431)
• Project Period (FY): 2018-06-29 – 2020-03-31
• Keywords: 骨細胞 / podoplanin / EMRfamily / 骨芽細胞 / CD44

Outline of Annual Research Achievements

申請者は、骨芽細胞がpodoplanin陰性からpodoplanin陽性の状態になると、骨細胞へのスイッチングがOFFからONへと変わる可能性を検索した。骨芽細胞の中でも、僅かに骨基質に埋め込まれた細胞はpodoplanin陽性反応を示すこと、また、podoplaninの微細局在を免疫電顕で観察すると、骨芽細胞の細胞膜のほか骨基質内に埋め込まれた細胞突起の基部に陽性反応が確認された。Podoplaninからのシグナルは細胞膜を裏打ちするEMR　familyのリン酸化ならびにアクチン再構築を誘導することで、細胞骨格および細胞極性の変化を誘導し、また、細胞突起の伸長や分布に影響を及ぼすことが知られていることから、骨芽細胞から骨細胞へ分化する際に、細胞骨格および細胞突起の局在変化を伴うと推察された。事実、podoplanin 陽性骨芽細胞のアクチンフィラメントの細胞内局在は、骨細胞の分布と類似していた。さらに、CD44がpodoplaninシグナルを増強することから、骨組織おけるCD44とpodoplaninの局在を検索すると、CD44は破骨細胞の細胞膜に局在しており、そのような破骨細胞に近接するpodoplanin陽性骨芽細胞にはリン酸化ezrin　(EMR familyの１つ)の局在が観察された。よって、podoplaninは骨芽細胞から骨細胞へのスイッチングのマーカーに成り得ること、また、それは骨芽細胞におけるリン酸化EMR familyとアクチンフィラメントの再構築を誘導しており、骨細胞へ変換する準備を整えること、さらには、CD44を有する破骨細胞との細胞間接触がそれを促進する可能性が見いだされた。

Research Products

• [Journal Article] Silencing FOXO1 attenuates dexamethasone-induced apoptosis in osteoblastic MC3T3-E1 cells. (2019)
  • Author(s): Xing L., Zhang X., Feng H., Liu S., Li D., Hasegawa T., Guo J., Li M.
  • Journal Title: Biochem Biophys Res Commun. Volume: 513巻4号 Pages: 1019-1026
  • DOI: doi: 10.1016/j.bbrc.2019.04.112.
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Histochemical examination on principal collagen fibers in periodontal ligaments of ascorbic acid-deficient ODS-od/od rats. (2019)
  • Author(s): Hasegawa T., Miyamoto Y., Abe M., Qiu Z., Yamamoto T., Yimin, Yoshida T., Yoshino H., Hongo H., Yokoyama A., Sasaki M., Kuroshima S., Hara K., Kobayashi M., Akiyama Y., Maeda T., Freitas PHL., Li M., Amizuka N.
  • Journal Title: Microscopy. Volume: 68巻5号 Pages: 349-358
  • DOI: doi: 10.1093/jmicro/dfz021.
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Immunolocalization of podoplanin/E11/gp38, CD44, and endomucin in the odontoblastic cell layer of murine tooth germs. (2019)
  • Author(s): Khadiza N., Hasegawa T., Nagai T., Yamamoto T., Miyamoto-Takasaki Y., Hongo H., Abe M., Haraguchi M., Yamamoto T., Yimin, Qiu Z., Sasaki M., Kuroshima S., Ohshima H., Freitas PHL., Li M., Yawaka Y., Amizuka N.
  • Journal Title: Biomed Res. Volume: 40巻4号 Pages: 133-143
  • DOI: doi: 10.2220/biomedres.40.133.
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Eldecalcitol effects on osteoblastic differentiation and function in the presence or absence of osteoclastic bone resorption. (2019)
  • Author(s): Bu J., Du J., Shi L., Feng W., Wang W., Guo J., Hasegawa T., Liu H., Wang X., Li M.
  • Journal Title: Exp Ther Med. Volume: 18巻3号 Pages: 2111-2121
  • DOI: doi: 10.3892/etm.2019.7784.
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] 副甲状腺ホルモン間歇投与マウスの長管骨におけるpodoplaninの免疫局在について (2020)
  • Author(s): 中嶋悠斐、本郷裕美、井上貴一朗、網塚憲生、長谷川智香
  • Organizer: 第125回日本解剖学会総会・全国学術集会
• [Presentation] 骨特異的血管と骨細胞における組織化学・電顕イメージング (2019)
  • Author(s): 長谷川智香、邱 紫せん、宮本幸奈、山本知真也、網塚憲生
  • Organizer: 第39回日本骨形態計測学会
  • Invited
• [Presentation] Microscopic imaging of osteoblasts/osteocytes in bone. (2019)
  • Author(s): 網塚憲生、長谷川智香
  • Organizer: 第60回日本組織細胞化学会総会・学術集会/第13回日中合同組織細胞化学セミナー
  • Invited
• [Presentation] 骨細胞分化のバイオイメージング (2019)
  • Author(s): 長谷川智香
  • Organizer: 第61回歯科基礎医学会学術大会
  • Invited
• [Presentation] Histochemical assessment for osteoblastic activities in modeling and remodeling regions in osteoclast-lackingmice. (2019)
  • Author(s): Abe M., Hasegawa T., Amizuka N.
  • Organizer: 97thGeneral Session & Exhibition of The International Association for Dental Research (IADR), 48th Annual Meeting of The AADR, 43rd Annual Meeting of THE CADR
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 副甲状腺ホルモン投与および授乳期カルシウム欠乏食給餌によって誘導される骨細胞周囲骨基質の微細構造学的変化について (2019)
  • Author(s): 本郷裕美、長谷川智香、井上貴一朗、山本恒之、網塚憲生
  • Organizer: 令和元年度公益財団法人日本顕微鏡学会北海道支部学術講演会・支部集会