2020 Fiscal Year Research-status Report
幹細胞の分化を司る組織常在型Ｍ３マクロファージとそのマスター転写因子の同定
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20K20394
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Research Institution | Matsumoto Dental University |
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Principal Investigator |
小林 泰浩 松本歯科大学, 総合歯科医学研究所, 教授 (20264252)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小出 雅則 松本歯科大学, 総合歯科医学研究所, 准教授 (10367617)
村上 康平 岡山理科大学, 獣医学部, 助教 (60791837)
上原 俊介 松本歯科大学, 歯学部, 講師 (90434480)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 骨再生 / マクロファージ / 間葉系幹細胞 / 筋再生 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１.骨折治癒過程における間葉系幹細胞の分化系譜解析：骨髄間葉系幹細胞の分化系譜を解析するため、LepR-Tomatoマウスの皮質骨にニードルで骨欠損を作製し、治癒過程を観察した。治癒過程4日目にLepR陽性細胞は増加した。7日目の骨再生部位の免疫染色を行ったところ、LepR陽性細胞は骨芽細胞マーカーであるオステオカルシンやSp7を発現した。この結果は、LepR陽性細胞が骨再生部位において、骨芽細胞に分化することを示唆する。さらに、クロドロネートリポソームを投与し、マクロファージを除去した。クロドロネートリポソームを投与したマウスでは、骨損傷部位でのマクロファージが有意に減少した。クロドロネートリポソームを投与したLepR-Tomatoマウスでは、LepR陽性細胞やLrpR陽性骨芽細胞が顕著に減少した。つまり、マクロファージはLrpR陽性細胞の増殖あるいは骨芽細胞への分化をサポートすることが示唆された。骨形成過程にWnt古典経路が重要であることが示されている。そこで、Wnt古典経路の活性化をAxin2Cre-Tomaotoマウスを用いて解析した。Axin2―tomato陽性細胞は骨損傷後5日目に著明に増加し、骨芽細胞のマーカー遺伝子であるSp7を発現した。クロドロネートリポソーム投与によりマクロファージを除去すると、Axin2CreTomatoおよびSp7二重陽性細胞が減少した。この結果は、マクロファージが間葉系幹細胞のWntシグナルの活性化に関与することを示唆する。
2．筋再生組織Mφの分化機構の解明：脛骨前筋に塩化バリウム(BaCl)を投与し、筋損傷モデルを作製した。BaClの注射後1日目では、筋線維の配向が乱れ、筋線維内に空胞を持つ壊死した線維が多数観察された。2日目では、炎症細胞の浸潤が顕著になり、壊死した筋線維の顕著な減少が認められた。5日目では、再生筋線維と思われる筋線維の中心に細胞核を持つ細い筋線維の増加が認められた。28日後では、損傷前と同程度に筋線維の回復が認められた。
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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
通常の骨折モデルでは、治癒過程のばらつきが大きく解析が困難であったが、損傷の大きさを一定にできる骨損傷モデルを開発し、解析が大きく進んだ。遺伝学的にマクロファージを除去するためのマウスの作出も順調に進んでいる
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| Strategy for Future Research Activity |
クロドロネートリポソーム以外に、Csf1ｒCre-DTR(ジフテイリア毒素受容体)マウス、Csf1rCre-Csf1r-floxwedマウスを用いて、マクロファージの除去を行い、骨再生におけるマクロファージの役割を明らかにする。骨再生部位組織のＲＮＡシークエンスを行い、遺伝子発現変化の大きい分子を同定する。
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| Causes of Carryover |
情報収集のため米国骨代謝学会、日本骨代謝学会、歯科基礎医学会に参加する予定であったが、Web開催になったため旅費、宿泊費の経費が掛らず、未使用額が生じた。今年度RNAシークエンス解析を行う予定であるので、その外注費として使用する予定である。
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