Physiological roles of BMP2 in meniscus homeostasis

2023 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21K09196
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: 辻 邦和 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 特任教授 (20323694)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 古賀 英之 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 教授 (30594080) ; 宮武 和正 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 講師 (00777435) ; 片桐 洋樹 東京医科歯科大学, 医学部附属病院, 非常勤講師 (50795028) ; 中川 裕介 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 寄附講座准教授 (60822666) ; 中村 智祐 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 准教授 (90725201) ; 関矢 一郎 東京医科歯科大学, 統合研究機構, 教授 (10345291)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 半月板 / BMP / TGFb

Outline of Annual Research Achievements

半月板は膝関節機能の維持に必須の組織であるにも関わらず、その形成、成熟、恒常性の分子機序は未だ明らかとされていない。私たちはこれまでに、マウス胎仔肢芽の間葉組織特異的に骨形成因子BMP2を欠損させると、半月板原基の軟骨分化が非常に強く阻害され、円板状半月板様の形態異常が生じることを明らかとしてきた。一方で同時期の膝関節軟骨の形成は正常に観察されることから、膝関節組織の発生過程で、BMP2は半月板の形成を特異的にかつ厳密に制御していると考えられる。本研究の目的は、半月板形成過程におけるBMP/TGFbの情報伝達経路を詳細に解析し、その形成、恒常性、さらに損傷後修復の過程における生理機能解析を行うことである。更にその知見を半月板修復、再生医療へ還元することを目的とする。
本研究の目的から、本研究期間内において、マウスの内側半月板前方1/2切除モデルを用いて半月板の再生過程の組織学的解析を行った。また、その過程でTGFb/BMPファミリー分子がどのような生理機能の有しているか解析するために、In situ hybridization法を用いたリガンド、受容体の時空間的発現解析を施行中である。さらに間葉系幹細胞の凝集塊に対して軟骨分化誘導をかけた時にTGFb/BMPファミリー分子がどのような遺伝子の活性化を行うか網羅的に解析することを目的として、total RNA sequence解析を行った結果、TGFb/BMPファミリー分子が軟骨分化過程において特異的に間葉系細胞のメタボロームの変化を誘導することを示した。