Analysis of the function of Sp7 in osteoclastogenesis using osteoblast-specific Sp7 knockout mice

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19K18946
• Research Institution: Nagasaki University
• Principal Investigator: 小守 寿人 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 特任研究員 (80770411)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: Sp7 / 骨芽細胞 / 骨細胞 / 破骨細胞 / アポトーシス

Outline of Annual Research Achievements

Sp7は、３つのZnフィンガーを持ち、SPファミリーに相同性を持つ転写因子である。Sp7 ノックアウトマウスでは、骨芽細胞の形質を獲得する以前に分化がブロックされて、骨形成が全く起こらない。したがって、骨芽細胞へ分化後のSp7の機能を明らかにするためには、骨芽細胞特異的Sp7ノックアウトマウスが必要である。骨芽細胞特異的Sp7ノックアウトマウスはすでに報告されているが、一方の染色体ではgermlineでSp7を欠失させていること及び使われているCreの欠失効率が不十分であることから、骨芽細胞でのSp7の機能解明に至っていない。そのため、Cre発現細胞をGFP(green fluorescent protein)で特定できるようにGFP-Creの融合蛋白質を用い、2.3kb Col1a1プロモーター下で骨芽細胞特異的にGFP-Creを高発現するトランスジェニックマウスを作製した。
このトランスジェニックマウスとSp7 floxマウスを交配し、Sp7fl/flCreマウスを作製した。１０週齢マウスのマイクロCT解析では、海綿骨量が増加、皮質骨厚および骨密度が低下していた。組織解析では、皮質骨の多孔化が認められ、皮質骨内部に多数のTRAP陽性破骨細胞が認められた。また、皮質骨の骨細胞にはTUNEL陽性のアポトーシスが増加していた。骨細管鍍銀染色では、骨細胞突起が減少しており、それによって骨細胞がアポトーシスを起こしたと考えられた。アポトーシスを起こした骨細胞は貪食されないため、ネクローシスを起こす。ネクローシスを起こすとDAMPs(damage-associated molecular patterns)が放出され、Rankl発現が誘導されて破骨細胞形成が促進される。これによって、皮質骨内に破骨細胞が増加、皮質骨の多孔化が起こったと考えられた。

Research Products

• [Journal Article] Runx2 is essential for the transdifferentiation of chondrocytes into osteoblasts (2020)
  • Author(s): Xin Qin, Qing Jiang, Kenichi Nagano, Takeshi Moriishi, Toshihiro Miyazaki, Hisato Komori, Kosei Ito, Klaus von der Mark, Chiharu Sakane, Hitomi Kaneko, Toshihisa Komori
  • Journal Title: PLOS Genetics Volume: 16 Pages: e1009169
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Osteocalcin is necessary for the alignment of apatite crystallites, but not glucose metabolism, testosterone synthesis, or muscle mass (2020)
  • Author(s): Moriishi Takeshi、Ozasa Ryosuke、Ishimoto Takuya、Nakano Takayoshi、Hasegawa Tomoka、Miyazaki Toshihiro、Liu Wenguang、Fukuyama Ryo、Wang Yuying、Komori Hisato、Qin Xin、Amizuka Norio、Komori Toshihisa
  • Journal Title: PLOS Genetics Volume: 16 Pages: e1008586
  • DOI: 10.1371/journal.pgen.1008586
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Expression of a Constitutively Active Form of Hck in Chondrocytes Activates Wnt and Hedgehog Signaling Pathways, and Induces Chondrocyte Proliferation in Mice (2020)
  • Author(s): Matsuura Viviane K. S. Kawata、Yoshida Carolina Andrea、Komori Hisato、Sakane Chiharu、Yamana Kei、Jiang Qing、Komori Toshihisa
  • Journal Title: International Journal of Molecular Sciences Volume: 21 Pages: 2682～2682
  • DOI: 10.3390/ijms21082682
  • Peer Reviewed / Open Access