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2014 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 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 – 2015-03-31
Keywords軟骨細胞 / 内軟骨性骨化 / iPS細胞 / ノックアウトマウス / SIK / Cyp26b1
Outline of Annual Research Achievements

XI型コラーゲンα2鎖遺伝子(Col11a2)プロモーター・エンハンサーにCreERを結合したトランスジーンを用意し、トランスジェニックマウスを作製した。このマウスとRosa26-stopfloxed-YFPマウスを交配させてCol11a2-CreER;Rosa26-stopfloxed-YFPマウスを作り、そのマウスにタモキシフェンを投与したところ、成長軟骨と関節軟骨特異的にYFPの発現が認められ、組み換えが起こっていることが判明した。さらに、SIK3が関節軟骨代謝関節軟骨病態において果たす役割を解析するために、Col11a2-CreER;SIK3floxedマウスを作製した。SIK3遺伝子のエクソン5の上下流にloxPサイトを挿入したマウスES細胞をEUCOMMから入手し、ブラストインジェクションにより、SIK3 floxed マウスを作製した。SIK3 floxed マウスとCol11a2-Creマウスを交配したところ、その表現系が、conventional SIK3ノックアウトマウス同様に、マウス胎仔の軟骨原基において増殖軟骨細胞層の著名な伸長と細胞肥大化の遅延を認めた。このことから、SIK3 floxedマウスが予定通り作れていると判断した。今後、このSIK3 floxedマウスと上述のCol11a2-CreERマウスを交配し、Col11a2-CreER;SIK3floxedマウスを作製し、生後にタモキシフェンを投与して関節軟骨におけるSIK3の機能を調べる。また、このマウスに変形性関節症モデルを導入し、変形性関節症病態におけるSIK3の役割を解析する。
また、Col11a2-Cre; Cyp26b1 cKOマウスを作製、解析し、内軟骨性骨化におけるCyp26b1とレチノイン酸シグナルの機能を解析した(BBRCに発表)。iPS細胞を軟骨細胞へ分化させ、軟骨組織を作る方法を開発した(Stem Cell Reportsに発表)。FGFR3軟骨異形成症の疾患特異的iPS細胞モデルを作り、病態解析と創薬研究を行った(Natureに発表)。II型コラーゲン異常症について、iPS細胞とダイレクト・リプログラミングを用いて疾患モデル研究を行った(Hum Mol Genetに発表)。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (22 results)

All 2015 2014 Other

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 8 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (9 results) (of which Invited: 2 results) Book (3 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Modeling type II collagenopathy skeletal dysplasia by directed conversion and induced pluripotent stem cells2015

    • Author(s)
      Okada M, Ikegawa S, Morioka M, Yamashita A, Saito A, Sawai H,Murotsuki J, Ohashi H, Okamoto T, Nishimura G, Imaizumi K, Tsumaki N
    • Journal Title

      Hum Mol Genet

      Volume: 24 Pages: 299-313

    • DOI

      10.1093/hmg/ddu444

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] iPS cell technologies and cartilage regeneration2015

    • Author(s)
      Tsumaki N, Okada M, Yamashita A
    • Journal Title

      Bone

      Volume: 70 Pages: 48-54

    • DOI

      10.1016/j.bone.2014.07.011

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Generation of Scaffoldless Hyaline Cartilaginous Tissue from Human iPSCs2015

    • Author(s)
      Yamashita, A., Morioka, M., Yahara, Y., Okada, M., Kobayashi, T., Kuriyama, S., Matsuda, S., and Tsumaki, N
    • Journal Title

      Stem cell reports

      Volume: 4 Pages: 404-418

    • DOI

      10.1016/j.stemcr.2015.01.016

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Statin treatment rescues FGFR3 skeletal dysplasia phenotypes2014

    • Author(s)
      Yamashita A, Morioka M, Kishi H, Kimura T, Yahara Y, Okada M, Fujita,K, Sawai H, Ikegawa S, Tsumaki N.
    • Journal Title

      Nature

      Volume: 513(7519) Pages: 507-11

    • DOI

      10.1038/nature13775

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Sox9 reprogrammed dermal fibroblasts undergo hypertrophic differentiation in vitro and trigger endochondral ossification in vivo2014

    • Author(s)
      Tam WL, Dorien FO, Hiramatsu K, Tsumaki N, Luyten FP, Roberts SJ
    • Journal Title

      Cell Reprogram

      Volume: 16 Pages: 29-39

    • DOI

      10.1089/cell.2013.0060

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Cartilage intermediate layer protein promotes lumbar disc degeneration2014

    • Author(s)
      Seki S, Tsumaki N, Motomura H, Nogami M, Kawaguchi Y, Hori T, Suzuki,K, Yahara Y, Higashimoto M, Oya T, Ikegawa S, Kimura T
    • Journal Title

      Biochem Biophys Res Commun

      Volume: 446 Pages: 876-881

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2014.03.025

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Cyp26b1 within the growth plate regulates bone growth in juvenile mice2014

    • Author(s)
      Minegishi Y, Sakai Y, Yahara Y, Akiyama H, Yoshikawa H, Hosokawa K,Tsumaki N.
    • Journal Title

      Biochem Biophys Res Commun

      Volume: 454 Pages: 12-18

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2014.10.001

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Cell reprogramming for skeletal dysplasia drug repositioning2014

    • Author(s)
      Karagiannis P, Tsumaki N
    • Journal Title

      Cell Cycle

      Volume: 13(24) Pages: 3791-3792

    • DOI

      10.4161/15384101.2014.989944

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Application of iPSC technology to cartilage regeneration and disease modelling2015

    • Author(s)
      Noriyuki Tsumaki
    • Organizer
      Croucher Foundation Advanced Study Institute (ASI): “Stem Cells: Biology & Applications”
    • Place of Presentation
      Hong Kong
    • Year and Date
      2015-01-05 – 2015-01-07
    • Invited
  • [Presentation] 「Conversion of fibroblasts into chondrocytes by cell reprogramming technologies」2014

    • Author(s)
      Noriyuki Tsumaki
    • Organizer
      Asian Cartilage Repair Society
    • Place of Presentation
      Seoul,Korea
    • Year and Date
      2014-12-07
    • Invited
  • [Presentation] 細胞リプログラミング技術を使った軟骨疾患研究2014

    • Author(s)
      妻木範行
    • Organizer
      第29回日本整形外科学会基礎学術集会
    • Place of Presentation
      鹿児島
    • Year and Date
      2014-10-09 – 2014-10-10
  • [Presentation] Cartilage Regeneration with iPS Cell Technologies2014

    • Author(s)
      Noriyuki Tsumaki
    • Organizer
      The 5th Tissue Engineering Symposium
    • Place of Presentation
      Sydney,Australia
    • Year and Date
      2014-08-18 – 2014-08-20
  • [Presentation] Immunogenicity of Chondrocytes Derived From Human Induced Pluripotent Cellst2014

    • Author(s)
      Takeshi Kimura
    • Organizer
      The 5th Tissue Engineering Symposium
    • Place of Presentation
      Sydney,Australia
    • Year and Date
      2014-08-18 – 2014-08-20
  • [Presentation] Lineage‐Tracing of Articular Chondrocytes During Osteoarthritis Development2014

    • Author(s)
      Yasuhito Yahara
    • Organizer
      The 5th Tissue Engineering Symposium
    • Place of Presentation
      Sydney,Australia
    • Year and Date
      2014-08-16 – 2014-08-20
  • [Presentation] Ⅱ型コラーゲン病モデルの解析2014

    • Author(s)
      岡田稔、妻木範行
    • Organizer
      BMP研究会
    • Place of Presentation
      大阪
    • Year and Date
      2014-07-28
  • [Presentation] iPS細胞技術を使った軟骨再生2014

    • Author(s)
      妻木範行
    • Organizer
      第35回日本炎症・再生医学会
    • Place of Presentation
      沖縄
    • Year and Date
      2014-07-02 – 2014-07-04
  • [Presentation] DERIVATION OF TRANSPLANTABLE CARTILAGE FROM HUMAN INDUCED PLURIPOTENT STEM CELLS2014

    • Author(s)
      A. Yamashita, M. Morioka, Y. Yahara, M. Okada, N. Tsumaki
    • Organizer
      2014 OARSI
    • Place of Presentation
      Paris,France
    • Year and Date
      2014-04-24 – 2014-04-27
  • [Book] BIO Clinica2015

    • Author(s)
      小田直純、妻木範行
    • Total Pages
      4
    • Publisher
      北陸館
  • [Book] 整形・災害外科2015

    • Author(s)
      妻木範行
    • Total Pages
      5
    • Publisher
      金原出版
  • [Book] A Tissue Regeneration Approach to Bone and Cartilage Repair2014

    • Author(s)
      Noriyuki Tsumaki
    • Total Pages
      13
    • Publisher
      Springer
  • [Remarks] ヒトiPS細胞から硝子軟骨の作成~関節軟骨損傷の再生治療法開発に向けて~

    • URL

      http://www.cira.kyoto-u.ac.jp/j/research/finding/150227-105807.html

  • [Remarks] スタチンが軟骨無形性症の病態を回復

    • URL

      http://www.cira.kyoto-u.ac.jp/j/research/finding/140918-084300.html

URL: 

Published: 2016-06-01  

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