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2012 Fiscal Year Annual Research Report

軟骨細胞増殖/分化を制御する新たなメカニズムの同定と解析

Research Project

Project/Area Number 24390354
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

妻木 範行  京都大学, iPS細胞研究所, 教授 (50303938)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2016-03-31
Keywordschondrocyte / dedifferentiation / knockout mice / Col11a2 / SIK3
Research Abstract

軟骨細胞の形質を保つ因子を同定するためのスクリーニングを行った。XI型コラーゲンα2鎖遺伝子(Col11a2)のプロモーター・エンハンサーは硝子軟骨特異的発現をもたらす。EGFP遺伝子とピューロマイシン耐性遺伝子をIRES配列でつないだレポーターを、Col11a2プロモーター・エンハンサー配列に結合したトランスジーンコンストラクト(Col11a2-EGFP-Puro)を持つトランスジェニックマウスから真皮線維芽細胞(MDF)を培養した。Col11a2-EGFP-PuroMDFにc-Myc,Klf4,Sox9をドキシサイクリン発現誘導システムを使って導入し、軟骨細胞様細胞を誘導した。誘導軟骨細胞様細胞からドキシサイクリンを除去し、DMEM+10%FBS培地で培養して細胞を脱分化させる系を作った。この培養系に、転写因子とシグナル分子をコードしたcDNAライブラリーを導入し、軟骨細胞の形質維持に貢献する因子を探索した。ファーストスクリーニングを半数終え、約10個の候補遺伝子を得た。同培養系を用いて、shRNAライブラリーと化合物ライブラリーのスクリーニングも並行して行い、軟骨細胞の形質を維持するためにターゲット因子の探索も開始した。得られた候補因子、化合物を、脱分化させた初代軟骨細胞培養に投与し、軟骨細胞の形質回復に作用するか否かを2次スクリーニングとして検証することを行っている。検証には、Col11a2-EGFPのGFPレポーターの蛍光、および軟骨細胞マーカーの発現を解析する。また、SIK3遺伝子が軟骨細胞の肥大化に係っていることを突き止めた。SIK3の阻害が関節軟骨に与える影響を調べるために、生後のマウスの関節軟骨でSIK3を欠失するconditional knockoutマウスの作製を行った。SIK3 floxマウスの作製は、キメラマウスを得た。今後neoカセットをflpで欠失させたのち、軟骨特異的Cre-ERマウスと交配する予定である。軟骨特異的Cre-ERマウスとして、Col11a2-CreERマウスを樹立し、関節軟骨でloxPサイトで組み換えられることを、レポーターマウスを使って検証している。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

軟骨細胞の形質を保つ因子を同定するためのスクリーニング系を作り、スクリーニングを開始して候補因子を得つつある。また、軟骨細胞の肥大化に関与する因子としてSIK3に焦点を当て、その欠失が関節軟骨に与える影響をコンディショナルノックアウトマウスを使って調べるための準備を行っている。

Strategy for Future Research Activity

軟骨細胞の形質維持に係る因子のスクリーニングと解析を引き続き行う。軟骨細胞脱分化の過程をタイムラプス撮影により解析する。SIK3ノックアウトマウスの軟骨細胞で肥大化遅延が起こる分子メカニズムを解析する。

  • Research Products

    (32 results)

All 2013 2012

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (22 results) Book (7 results)

  • [Journal Article] Involvement of SIK3 in glucose and lipid homeostasis in mice2012

    • Author(s)
      Uebi, T., Itoh, Y., Hatano, 0., Kumagai, A., Sanosaka, M., Sasaki, T., Sasagawa, S., Doi, J., Tatsumi, K., Mitamura, K., Morii, E., Aozasa, K., Kawamura, T., Okumura, M., Nakae, J., Takikawa, H., Fukusato, T., Koura, M., Nish, M., Hamsten, A., Silveira, A., Bertorello, A. M., Kitagawa, K., Nagaoka, Y., Kawahara, H., Tomonaga, T, , Naka, T., Ikegawa, S., Tsumaki, N., Matsuda, J. and
    • Journal Title

      PLoS ONE

      Volume: 7

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0037803

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] An Overgrowth Disorder Associated with Excessive Production of cGMP Due to a Ga i n-of-Function Mutation of the Natriuretic Peptide Receptor 2 Gene2012

    • Author(s)
      Miura, K., Namba, N., Fujiwara, M., Ohata, Y., Ishida, H., Kitaoka, T., Kubota, T. , Hirai, H., Higuchi, C., Tsumaki, N., Yoshikawa, H., Sakai, N., Michigami, T. and Ozono, K.
    • Journal Title

      PLoS ONE

      Volume: 7

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0042180

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Osterix regulates calcification and degradation of chondrogenic matrices through matrix metalloproteinase 13 (MMP13) expression in association with transcription factor Runx2 during endochondral ossification2012

    • Author(s)
      Nishimura, R., Wakabayashi, M., Hata, K., Matsubara, T., Honma, S., Wakisaka, S. .Kiyonari, H., Shioi, G., Yamaguchi, A., Tsumaki, N., Akiyama, H. and Yoneda, T
    • Journal Title

      J. Biol. Chem

      Volume: 287 Pages: 33179-33190

    • DOI

      10.1074/jbc.Mill.337063

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 軟骨細胞増殖・分化におけるCyp26bl遺伝子の機能解明2013

    • Author(s)
      峯岸芳樹
    • Organizer
      第7回Bone Research Seminar
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2013-02-15
  • [Presentation] 細胞のタイプを変える-いくつになっても走れるのか?2013

    • Author(s)
      妻木 範行
    • Organizer
      富田林高校 出前授業
    • Place of Presentation
      富田林(招待講演)
    • Year and Date
      2013-02-01
  • [Presentation] 細胞リプログラミングによる軟骨疾患治療と再生2012

    • Author(s)
      妻木 範行
    • Organizer
      第40回日本関節病学会
    • Place of Presentation
      鹿児島
    • Year and Date
      20121108-20121109
  • [Presentation] 細胞リプログラミング技術による軟骨疾患治療2012

    • Author(s)
      妻木 範行
    • Organizer
      日本整形外科学会 基礎学術集会 シンポジウム
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      20121026-20121027
  • [Presentation] 再生医療の最前線-軟骨疾患をターゲットとして2012

    • Author(s)
      妻木 範行
    • Organizer
      第46回日本小児内分泌学会学術集会
    • Place of Presentation
      大阪
    • Year and Date
      20120927-20120929
  • [Presentation] In vivo and In vitro Modeling of Type II Collagenopathy using Cell Reprogramm Technologies2012

    • Author(s)
      岡田 稔
    • Organizer
      第13回運動器科学研究会
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      20120914-20120915
  • [Presentation] 軟骨細胞増殖・分化におけるCyp26blの役割2012

    • Author(s)
      峯岸 芳樹
    • Organizer
      第13回運動器科学研究会
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      20120914-20120915
  • [Presentation] 軟骨細胞増殖・分化に及ぼすCyp26bl遺伝子の機能の解析2012

    • Author(s)
      峯岸芳樹、吉川秀樹、妻木範行
    • Organizer
      第30回日本骨代謝学会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      20120719-20120721
  • [Presentation] カレントコンセプト:軟骨細胞リプログラミングによる関節軟骨疾患の治療戦略2012

    • Author(s)
      妻木 範行
    • Organizer
      第30回日本骨代謝学会
    • Place of Presentation
      東京(招待講演)
    • Year and Date
      20120719-20120721
  • [Presentation] Meet the Expert: 軟骨マトリックス転写活性を指標にした、細胞リプログラミングによる2012

    • Author(s)
      妻木 範行
    • Organizer
      第30回日本骨代謝学会
    • Place of Presentation
      東京(招待講演)
    • Year and Date
      20120719-20120721
  • [Presentation] 皮膚線維芽細胞から軟骨細胞様細胞へのダイレクト・リプログラミング2012

    • Author(s)
      妻木 範行
    • Organizer
      第33回日本炎症・再生医学会
    • Place of Presentation
      博多
    • Year and Date
      20120705-20120706
  • [Presentation] 皮膚細胞培養から軟骨を作る試み2012

    • Author(s)
      妻木 範行
    • Organizer
      第54回日本老年医学会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      20120628-20120630
  • [Presentation] Generation of induced chondrogenic cells directly from dermal fibroblast culture by defined factors2012

    • Author(s)
      Noriyuki Tsumaki
    • Organizer
      Internatinal Conference on Bone Morphogenetic Protein
    • Place of Presentation
      Lake Tahoe, CA, USA
    • Year and Date
      20120619-20120623
  • [Presentation] Chondrogenic differentiation of human induced pluripotent stem cells2012

    • Author(s)
      Okada, M. ; Tsumaki, N
    • Organizer
      International Society for Stem Cell Research 10th annual meeting
    • Place of Presentation
      Yokohama
    • Year and Date
      20120613-20120616
  • [Presentation] Regulation of differentiation and cell reprogramming of chondrocytes2012

    • Author(s)
      Noriyuki Tsumaki
    • Organizer
      Cold Spring Harbor Asia Conference, Bone and Cartilage
    • Place of Presentation
      Suzhou Dushu, China
    • Year and Date
      20120611-20120615
  • [Presentation] Roles of Cyp26bl in endochondral bone formation2012

    • Author(s)
      Minegishi, Y. Sakai, Y. Hosokawa, K. ;Yoshikawa, H. I Tsumaki, N
    • Organizer
      Cold Spring Harbor Asia Conference, Bone and Cartilage
    • Place of Presentation
      Suzhou Dushu, China
    • Year and Date
      20120611-20120615
  • [Presentation] 軟骨細胞分化制御と再生医療における軟骨細胞ソースの開発2012

    • Author(s)
      妻木 範行
    • Organizer
      骨代謝セミナー
    • Place of Presentation
      東京(招待講演)
    • Year and Date
      2012-12-21
  • [Presentation] 細胞リプログラミング技術を用いた軟骨疾患モデリング2012

    • Author(s)
      岡田稔、妻木範行
    • Organizer
      第5回胎児骨系統疾患フォーラム
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2012-12-02
  • [Presentation] 細胞リプログラミング技術を用いたII型コラーゲン病疾患モデルの解析2012

    • Author(s)
      岡田稔、妻木範行
    • Organizer
      第9回Skeletal Research Meeting
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2012-11-10
  • [Presentation] 再生医療の最前線~軟骨疾患をターゲットとして2012

    • Author(s)
      妻木 範行
    • Organizer
      第176回医学セミナー
    • Place of Presentation
      藤田保健衛生大学(愛知)(招待講演)
    • Year and Date
      2012-10-03
  • [Presentation] 軟骨細胞分化制御と細胞リプログラミング2012

    • Author(s)
      妻木 範行
    • Organizer
      第7回岡山骨・関節セミナー
    • Place of Presentation
      岡山(招待講演)
    • Year and Date
      2012-09-20
  • [Presentation] 細胞リプログラミングと軟骨疾患の再生2012

    • Author(s)
      妻木 範行
    • Organizer
      第2回細胞再生医療研究会
    • Place of Presentation
      神戸(招待講演)
    • Year and Date
      2012-07-29
  • [Book] NEWエッセンシャル整形外科、第1章 (1) 骨2012

    • Author(s)
      妻木範行
    • Total Pages
      18
    • Publisher
      医歯薬出版株式会社
  • [Book] Locomotive Pain Frontier Vol 1, No 1 整形外科と細胞リプログラミング2012

    • Author(s)
      妻木範行
    • Total Pages
      2
    • Publisher
      メディカルレビュー社
  • [Book] 臨床整形外科「視座」整形外科医、基礎研究、生き物 Vol.47, No. 52012

    • Author(s)
      妻木範行
    • Publisher
      医学書院
  • [Book] 特集1.骨代謝研究におけるエピゲノムの最先端:真皮線維芽培養細胞から軟骨細胞様細胞へのダイレクト・リプログラミング2012

    • Author(s)
      妻木範行
    • Total Pages
      8
    • Publisher
      CLINICAL CALCIUM
  • [Book] 再生医療叢書6、骨格系。多能性幹細胞を使った軟骨再生。(日本再生医療学会)2012

    • Author(s)
      岡田稔、妻木範行
    • Total Pages
      12
    • Publisher
      朝倉書店
  • [Book] iPS細胞を経ない皮膚細胞から軟骨細胞への誘導。 リウマチ病セミナーXXIII2012

    • Author(s)
      妻木範行
    • Total Pages
      7
    • Publisher
      永井書店
  • [Book] 軟骨細胞の分化制御機構と軟骨再生2012

    • Author(s)
      妻木範行
    • Total Pages
      4
    • Publisher
      ニューサイエンス社

URL: 

Published: 2014-07-16  

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