2019 Fiscal Year Annual Research Report
The clarification of bone formation and absorption mechanism in the bone marrow microenvironment
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19H03842
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
大野 充昭 岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 准教授 (60613156)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
窪木 拓男 岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 教授 (00225195)
宝田 剛志 岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 研究教授 (30377428)
渡辺 亮 京都大学, iPS細胞研究所, 特定拠点助教 (60506765)
秋山 謙太郎 岡山大学, 大学病院, 講師 (70423291)
淺田 騰 岡山大学, 大学病院, 助教 (70803055)
ハラ エミリオ・サトシ 岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 助教 (40779443)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | BMP-2 / 骨髄 / 骨形成 / 骨吸収 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
BMP-2は，有効な骨再生療法を提供するとして大変期待されている.一方，我々は，骨髄腔内にBMP-2を投与すると逆に，骨形成が抑制され，骨髄腔が拡大するという大変興味深い知見を得た．本申請研究では，骨髄細胞のシングルセル解析にて，BMP-2投与による骨形成抑制・骨髄腔拡大に関わっている細胞を抽出し，これら候補細胞が，BMP-2投与下で骨髄ニッチや骨髄腔の維持にどの様にして関わっているのかを解析する. そして，上記の解析より，骨髄ニッチや骨髄腔の維持に関わりが深い細胞や分子を抽出し，その欠損マウスを用いてBMP-2にて骨形成が誘導可能か検証し，骨髄腔の維持に関わる細胞やその分子を同定する予定である．
令和元年度は，間葉系幹細胞が可視化されたCXCL12-GFPマウス，骨芽細胞が可視化されたCol1a1-GFPマウス，破骨細胞が可視化されたTrap-Tomatoマウスを用いて，BMP-2の骨髄内投与によりこれらの細胞がどのような挙動を取るか，詳細に検討した．また，BMP-2を骨髄内に投与による骨髄細胞分画の変化をフローサイトメーターにて詳細に検討し，single cell RNA-seq解析の条件検討を行った．
また，in vitroにてBMP-2が骨芽細胞分化に与える影響をどの骨髄細胞が抑制的に制御しているかを明らかにするため，B細胞，T細胞，ミエロイド系細胞をマグネットビーズが付与された抗体を用いて分離し，骨芽細胞分化に与える影響を検討し，どの骨髄細胞が間葉系細胞の骨形成能を抑制しているか絞り込みを行った.
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度は，骨芽細胞，破骨細胞，間葉系幹細胞などがBMP-2投与により骨髄内でどのような動態をとるか解析が終了した。また，次年度に行うsingle cell RNA-seqの準備も終了し，概ね順調に進んでいると考える．
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度は，BD Rhapsodyシングルセル解析システムを用いて，骨髄細胞の single cell RNA-seq解析を実施し，BMP-2移植によりどの細胞にどのような変化が生じているか，1細胞レベルで解析する予定である.
また，令和元年度に骨髄細胞と間葉系細胞のin vitro共培養系を行い，どの骨髄細胞が間葉系細胞の骨形成能を抑制しているか検討を行い，ある程度細胞群が絞り込まれた．今後，in vitro共培養系の実験を引き続き実施し，間葉系細胞の骨形成能を抑制している骨髄細胞のさらなる絞り込みを実施する予定である．
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Research Products
(11 results)
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[Presentation] Type XVIII collagen modulates the keratinization of oral mucosa2020
Author(s)
Ha Thi Thu Nguyen, Mitsuaki Ono, Emilio Satoshi Hara, Taishi Komori, Midori Edamatsu, Tomoko Yonezawa, Aya Kimura-Ono, Kenji Maekawa, Takuo Kuboki, Toshitaka Oohashi
Organizer
International Association for Dental Research (IADR) 98th General Session and Exhibition and 49th Annual Meeting of the American Association for Dental Research (AADR)
Int'l Joint Research
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[Presentation] Postnatal global deletion of the aggrecan gene impairs endochondral ossification2019
Author(s)
Kei Ishibashi, Hidemi Torihara, Mitsuaki Ono, Emilio Satoshi Hara, Midori Edamatsu, Tomoko Yonezawa, Shuji Nosho, Ikue Tosa, Takeshi Takarada, Takuo Kuboki, Attila Aszodi, Hiroshi Kamioka, Toshitaka Oohashi
Organizer
11th international conference on proteoglycans in Kanazawa
Int'l Joint Research
