SUMO化修飾の調節による歯根膜細胞から骨芽細胞への分化制御

2008 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20791348
• Research Institution: Matsumoto Dental University
• Principal Investigator: 雪田 聡 Matsumoto Dental University, 歯学部, 助教 (80401214)
• Keywords: SUMO化修飾 / 骨芽細胞分化 / BMPシグナル / Wntシグナル / 再生医療

Research Abstract

SUMO化調節とはユビキチンに類似したタンパク質翻訳後修飾であり、転写因子など様々なタンパク質がSUMO化調節を受けることでその機能が調節されることが分かってきている。骨芽細胞の分化にBMPシグナルおよびWntシグナル伝達系が重要であることが分かってきているが、これらシグナル伝達に関与する転写因子Smad4、TCF/LEFもSUMO化調節を受ける。本研究では、SUMO化修飾が骨形成に与える影響を調査し、この修飾を調節することで骨芽細胞への分化を制御することを目標としている。
マウスにおけるSUMO-1タンパク質の局在を免疫染色法により調査した結果、骨組織において骨細胞に強く局在が観察される一方で、骨芽細胞においては局在を示すシグナルが減少していた。このことから、骨形成においてSUMO化修飾が何らかの役割を担う可能性が示唆された。骨芽細胞への分化時にSUMO化修飾が担う役割を解明するため、培養細胞C2C12(マウス筋芽細胞由来)およびST2(マウス骨髄ストローマ細胞由来)を用いて、触媒する酵素であるUBC9のノックダウン実験を行い、骨芽細胞分化に対する影響を調査した。C2C12およびST2は、それぞれBMP2およびWnt3aの添加により骨芽細胞へと分化するが、UBC9のノックダウンによりこれらの骨芽細胞への分化が促進されることを明らかにした。さらに、C2C12を用いたレポーターアッセイの結果から、UBC9のノックダウンによりBMPシグナルの伝達が促進されることも確認した。UBC9のノックダウンはSUMO化修飾を阻害するため、SUMO化修飾が骨芽細胞の分化を負の方向に調節していることが考えられる。今後はSUMO化修飾の標的タンパク質を解明することにより、骨芽細胞分化においてSUMO化修飾が担う役割をさらに解析していく予定である。