細胞骨格関連分子Kidによる骨・軟骨代謝制御機構の解明

2023 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21K09830
• Research Institution: Kyushu Dental College
• Principal Investigator: 松原 琢磨 九州歯科大学, 歯学部, 准教授 (00423137)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 角田 佳充 九州大学, 農学研究院, 教授 (00314360) ; 永野 健一 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 助教 (60834348) ; 中富 千尋 九州歯科大学, 歯学部, 助教 (80878273)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 軟骨 / 細胞増殖

Outline of Annual Research Achievements

キネシンファミリータンパク質Kidの一塩基変異は，低身長や顎顔面の低形成を症状とする脊椎骨端骨幹端異形成症-関節弛緩2（SEMDJL2）の原因である．しかしながら，Kidの骨・軟骨における役割は未だ不明である．その点を解明するためにKidのモータードメイン以降を欠失した遺伝子改変マウス（KidΔC）を作成し，解析を行った．KidΔCのホモマウスは生まれてこなかったため，KidΔCのヘテロマウスを解析した．まず，生後1日齢のマウスの骨格標本を作製した結果，ヘテロマウスの大腿骨は野生型に比べ短かった．さらに8週齢のマウスの脛骨の組織切片を作成したところ，ヘテロマウスの成長板は野生型に比べ短かった．また，マイクロCT解析および骨形態計測をおこなった．その結果，ヘテロマウスの骨量などの骨形成が少ない傾向にあったが，有意差は認められなかった．また，3日齢マウス肋軟骨を採取し，in vitroでの解析を行った．その結果，KidΔCヘテロマウス由来の軟骨細胞は野生型由来のものに比べ，細胞分裂期に形成される紡錘糸の形成に異常が認められ，正常に分裂しないため細胞増殖が遅かった．また，軟骨細胞前駆細胞株ATDC5にSEMDJL2の原因となる変異型（KidP143L. R144Q）を遺伝子導入した結果，Kidの変異体を発現する群では紡錘糸の形成に異常が認められ，細胞分裂が行われなかった．以上の結果より，Kidは軟骨細胞の増殖期の紡錘糸形成に必須的役割を果たし，その後の成長板軟骨の伸長を制御していると考えられた．また，SEMDJL2の原因となる変異型は軟骨細胞の紡錘糸形成に異常を起こし，細胞増殖能を低下させるため，低身長を引き起こすと考えられる．本研究によりSEMDJL2の病因の一端が解明された．

Research Products

• [Presentation] KIF22, a gene associated with skeletal abnormalities in SEMDJL2 disease, is required for chondrocyte proliferation and differentiation (2023)
  • Author(s): Kawaue, H, Matsubara, T, Addison, W, Kokabu, S
  • Organizer: 29th IAPD congress, Maastricht, Netherland (June), 2023.
  • Int'l Joint Research