Elucidation of the mechanism of joint stem cell maintenance by Notch signaling

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K09452
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 56020:Orthopedics-related
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: Okada Keita 東京大学, 医学部附属病院, 講師 (50759173)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 乾 洋 東京大学, 医学部附属病院, 届出研究員 (60583119) ; 矢野 文子 東京大学, 医学部附属病院, 届出研究員 (80529040)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: SFZ細胞 / 軟骨表層 / Notchシグナル

Outline of Final Research Achievements

The current investigation elucidates the pivotal role of Notch signaling in preserving the undifferentiated state of SFZ cells residing in the superficial layers of cartilage. Initially, we demonstrated an enhanced expression of Notch signaling within the superficial cartilage layers in comparison to the deeper layers. Subsequent in vivo analysis unveiled that targeted Notch knockout specifically in the surface layer triggers the progression of osteoarthritis. Furthermore, through in vitro examination of Notch function, we discovered that Hey1, a downstream transcription factor, predominantly represses chondrogenic differentiation and contributes to the expression of Prg4, a hallmark of SFZ cells.

Free Research Field

整形外科

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、軟骨組織に存在する未分化細胞がどのようにその未分化性を維持し、関節軟骨の恒常性に寄与しているかを明らかにした。本研究では、その分子メカニズムの一つとしてNotchシグナルが重要であることを示した。このことより、軟骨の変性メカニズムとしてNotchシグナルが考えられ、今後、変形性膝関節に対する治療薬への応用などが期待される。