マウス骨細管超可視化による骨細管ネットワーク構築・維持のメカニズムの解明

2023 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 22K10244
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 村田 有香 大阪大学, 大学院歯学研究科, 招へい教員 (90755068)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 犬伏 俊博 大阪大学, 歯学部附属病院, 講師 (30550941) ; 佐々木 淳一 大阪大学, 大学院歯学研究科, 講師 (50530490) ; 山城 隆 大阪大学, 大学院歯学研究科, 教授 (70294428) ; 上岡 寛 岡山大学, 医歯薬学域, 教授 (80253219)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: 骨細胞 / 骨芽細胞 / 骨細管ネットワーク

Outline of Annual Research Achievements

骨細胞は、神経細胞様の多数の突起を伸ばして骨細胞間あるいは他の細胞とのネットワーク（骨細管ネットワーク）を形成していることが知られている。骨細胞は、骨基質内で骨細管ネットワークを介してメカニカルストレスを感知し、様々な遺伝子やタンパクを発現して骨代謝を調節することで、骨組織内における細胞コミュニケーションの中心的役割を果たしている。しかしながら、骨細胞のメカニカルストレス感受・応答機構の詳細は依然として未解明のままであり、骨細胞突起ネットワークが構築・維持されるメカニズムや、骨細胞突起ネットワークの異常が骨量の低下や骨系統疾患にどのように関わっているかは不明であった。
本研究は、骨細管ネットワークがどのような分子機構により構築されるのかを明らかにすることを目的とし、マウス骨細管の超可視化により骨細管ネットワーク構築および維持のメカニズムを探索することとした。
これまでの結果から、骨細胞特異的βカテニンノックアウトマウスでは骨細胞と骨芽細胞間の連結が減少しており、骨細胞と骨芽細胞間のコミュニケーションに異常が生じていることが示唆された。そこで、本年度、我々は、骨細胞突起間の連結部位に発現しているConnexin 43の発現について着目し、頭蓋冠における骨細胞のConnexin 43の免疫染色を行った。対照群では骨細胞間の突起結合部にConnexin43の発現を認めた。一方、骨細胞特異的βカテニンノックアウトマウスでは対照群と同様に細胞質内のConnexin 43の発現を認めたが、突起上のConnexin43の発現が低下していた。骨細胞間の連結を定量したところ、骨細胞特異的βカテニンノックアウトマウスにおいて有意に減少していた。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

全体的にはおおむね順調に進行している。

Strategy for Future Research Activity

これまでに、骨細胞突起ネットワークを介した細胞間のコミュニケーションの異常や、骨細管ネットワークの形態の変化についての観察を行ってきた。今後は、骨細胞突起ネットワークが構築・維持されるメカニズムについての解明を行う。骨細管ネットワーク構築・維持に必須の因子を特定する。

Causes of Carryover

本年度は物品費に使用する予定であったが延期となった。次年度は物品費および国内外の学会参加費に支出予定である。