ＣＣＮ２・ＣＣＮ３のダイアーキーによる組織形成統合制御機構の解明と応用

2013 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 25462886
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 久保田 聡 岡山大学, 医歯(薬)学総合研究科, 准教授 (90221936)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 滝川 正春 岡山大学, 医歯(薬)学総合研究科, 教授 (20112063) ; 服部 高子 岡山大学, 医歯(薬)学総合研究科, 助教 (00228488) ; 西田 崇 岡山大学, 医歯(薬)学総合研究科, 助教 (30322233) ; 青山 絵理子 岡山大学, 医歯(薬)学総合研究科, 助教 (10432650)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: CCN family / CCN2 / CCN3 / CTGF / NOV

Research Abstract

１）リーダー分子CCN2とCCN3間の直接的相互作用の解析：申請者らは助成金交付を待たずして、Surface plasmon resonance (SPR)法、免疫共沈降法によりCCN2とCCN3が直接結合することを確認した。さらに両者が軟骨細胞様HCS-2/8において細胞内でも核膜周辺に共局在することも確認した（昨年度の業績）。これに続いて本年度は、主にCCN2とCCN3がどのモジュールを介して結合するかを直接的に評価することを目指して、CCN2およびCCN3を構成する４つのモジュールを発現するための分子クローンの構築を進めた。
２）関連分子の機能に与える「CCN2/CCN3バランス」の影響：当初この研究項目に関しては、骨形成性タンパク質（BMP）を用いてモデルスタディを行う予定であった。しかし本年度CCN3の大量生産および過剰発現実験系を樹立した際に興味深い現象が観察されたため、その解析を先行させた。すなわちCCN3過剰発現用レトロウイルスベクターを構築し、その発現をマウス線維芽細胞で確認するとともに細胞生物学的影響を検討した。ダイアーキー的相互作用を想定し、TGF-βで細胞を刺激してCCN2とともに線維化形質を誘導した状態でCCN3を強制発現したところ、予想通り線維化形質は抑制された。その際CCN2を含めて全CCNファミリーメンバーの遺伝子発現変動を評価したところ、CCN2に加えてCCN4までもが発現を抑制されていた。これは線維化病変形成におけるCCN2とCCN3のダイアーキーを裏付ける結果であると同時に、CCN4など他のメンバーも考慮して研究を進めねばならないことを示す重要な実験事実である。
３）新たなる協同分子の探索：本年度の研究で線維芽細胞増殖因子 (FGF)-2に加えて、FGF-1がCCN2に結合することをSPR法、固相結合法により新たに見出した。

Current Status of Research Progress

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

Reason

必ずしも当初予定していた計画通りに進んでいるわけではないが、計画に沿った研究で見出された新しい知見を見落とすことなく、そこから関連した成果を挙げることが出来たことは評価に値する。また、そうして得られたある種意外な結果が、研究の方位を修正するきっかけとなったのはむしろ歓迎すべきことである。

Strategy for Future Research Activity

基本的に研究計画に沿って続け、CCN2とCCN3のダイアーキーによる組織形成の統合的制御機構の解明を目指す。しかしその一方で、研究実績に記した「新たな知見」すなわち、その他のCCNファミリーメンバーが統合的制御機構に含まれる可能性をつねに意識しつつ研究を進める。具体的には検証対象となる生物学的微細環境に、CCN2とCCN3以外のCCNファミリーメンバーが存在するか否かに注意を払いながら研究を進め、結果をより広い視点から解釈することを常に念頭におく。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

この残額で購入できる、研究に必要な消耗品がなかったため。
翌年度分の助成金に加えて、消耗品購入に有効に活用する。

Research Products

• [Journal Article] The regenerative effects of CCN2 independent modules on chondrocytes in vitro and osteoarthritis models in vivo. (2014)
  • Author(s): Abd El Kader T, Kubota S, Nishida T, Hattori T, Aoyama E, Janune D, Hara ES, Ono M, Tabata Y, Kuboki T, Takigawa M.
  • Journal Title: Bone Volume: 59 Pages: 180-188
  • DOI: 10.1016/j.bone.2013.11.010
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] CCN2 as a novel molecule supporting energy metabolism of chondrocytes. (2014)
  • Author(s): Maeda-Uematsu A, Kubota S, Kawaki H, Kawata K, Miyake Y, Hattori T, Nishida T, Moritani N, Lyons KM, Iida S, Takigawa M.
  • Journal Title: J Cell Biochem Volume: 115 Pages: 854-865
  • DOI: 10.1002/jcb.24728
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The CCN family acting throughout the body: recent research developments. (2013)
  • Author(s): Kubota S, Takigawa M
  • Journal Title: BioMol Concepts Volume: 4 Pages: 477-494
  • DOI: 10.1515/bmc-2013-0018
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 軟骨細胞のエネルギー代謝におけるCCN2の役割 (2014)
  • Author(s): 前田 彩、久保田聡、川木晴美、河田かずみ、三宅由晃、服部高子、西田 崇、森谷徳文、Karen M Lyons、飯田征二、滝川正春
  • Organizer: 第27回日本軟骨代謝学会
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 20140228-20140301
• [Presentation] 軟骨細胞における低出力超音波(LIPUS)とROCK阻害剤によるCCN2の相加的産生 (2014)
  • Author(s): 西田 崇、久保田聡、青山絵理子、山中信康、Karen M Lyons、滝川正春
  • Organizer: 第27回日本軟骨代謝学会
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 20140228-20140301
• [Presentation] CCN2とRab14 GTPaseの相互作用が軟骨細胞の小胞輸送に及ぼす役割 (2013)
  • Author(s): 星島光博, 服部高子, 青山絵理子, 西田崇, 滝川正春
  • Organizer: 第36回 日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 20131203-20131206
• [Presentation] 軟骨特異的CCN3過剰発現は内軟骨性骨形成の不全より骨異形性を誘発する。 (2013)
  • Author(s): 服部高子、大野充昭、星島光博、角谷宏一、桑原実穂、三宅佳子、窪木拓男、滝川正春
  • Organizer: 第36回 日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 20131203-20131206
• [Presentation] CCN3の抗線維化効果に伴うCCNファミリー遺伝子発現プロファイルの変化 (2013)
  • Author(s): Janune Danilo、Abd El Kdaer, Tarek、久保田聡、西田 崇、服部高子、青山絵理子、窪木拓男、滝川正春
  • Organizer: 第34回岡山歯学会総会・学術集会
  • Place of Presentation: 岡山
  • Year and Date: 20131027-20131027
• [Presentation] CCN2/CTGFとRab14 GTPaseの相互作用が軟骨細胞の小胞輸送に及ぼす役割 (2013)
  • Author(s): 星島光博, 服部高子, 青山絵理子, 西田 崇, 滝川正春
  • Organizer: 第34回岡山歯学会総会・学術集会
  • Place of Presentation: 岡山
  • Year and Date: 20131027-20131027
• [Presentation] New functional aspects of known molecules as CCN2 partners. (2013)
  • Author(s): Kubota, S., Kawata, K., Aoyama, E., Takigawa, M.
  • Organizer: Seventh International Workshop on the CCN Family of Genes
  • Place of Presentation: Nice, France
  • Year and Date: 20131016-20131019
• [Presentation] Roles of CCN2 and CCN3 in skeletogenesis. (2013)
  • Author(s): Takigawa, M., Kubota, S., Hattori, T., Nishida, T., Apyama, E., Tomita, N., Itoh, S., Janune, D., Hoshijima, M.
  • Organizer: Seventh International Workshop on the CCN Family of Genes
  • Place of Presentation: Nice, France
  • Year and Date: 20131016-20131019
• [Presentation] Cartilage-specific overexpression of CCN3 modulates endochondral bone formation. (2013)
  • Author(s): Hattori, T., Ono, M., Hoshijima, M., Kadoya, K., Kuwahara, M., Miyake, Y., Kuboki, T., Takigawa, M.
  • Organizer: Seventh International Workshop on the CCN Family of Genes
  • Place of Presentation: Nice, France
  • Year and Date: 20131016-20131019
• [Presentation] The novel role of CCN2 as a regeratory factor in RANK/RANKL/OPG system. (2013)
  • Author(s): Aoyama, E., Kubota, S., Nishida, T., Kawaki, H., Takigawa, M.
  • Organizer: Seventh International Workshop on the CCN Family of Genes
  • Place of Presentation: Nice, France
  • Year and Date: 20131016-20131019
• [Presentation] CCN2/CTGFとRab14 GTPaseの相互作用が軟骨細胞の小胞輸送に及ぼす役割 (2013)
  • Author(s): 星島光博, 服部高子, 山城隆, 滝川正春
  • Organizer: 第72回日本矯正歯科学会大会
  • Place of Presentation: 長野
  • Year and Date: 20131007-20131009
• [Presentation] Anti-fibrotic role of CCN3 through regulation of CCN family genes. (2013)
  • Author(s): Abd El Kdaer, T., Kubota, S., Janune, D., Nishida, T., Hattori, T., Aoyama, E., Perbal, B., Takigawa, M.
  • Organizer: The third international symposium of medical-dental-pharmaceutical education and research in Okayama
  • Place of Presentation: 岡山
  • Year and Date: 20130922-20130923
• [Presentation] Molecular mechanism of CCN2-induced osteoclastogenesis. (2013)
  • Author(s): Aoyama, E., Kubota, S., Nishida, T., Takigawa, M.
  • Organizer: The third international symposium of medical-dental-pharmaceutical education and research in Okayama
  • Place of Presentation: 岡山
  • Year and Date: 20130922-20130923
• [Presentation] メトロボミクスとインタラミクスが描き出すCCN2の新たな機能 (2013)
  • Author(s): 久保田聡、前田 彩、西田 崇、滝川正春
  • Organizer: 第55回歯科基礎医学会学術大会
  • Place of Presentation: 岡山
  • Year and Date: 20130920-20130922
  • Invited
• [Presentation] 軟骨細胞におけるCCN2発現及び産生量に与える低出力性超音波(LIPUS)の効果 (2013)
  • Author(s): 西田 崇、久保田聡、青山絵理子、山中信康、滝川正春
  • Organizer: 第5回日本CCNファミリー研究会
  • Place of Presentation: 岡山
  • Year and Date: 20130920-20130922
  • Invited
• [Presentation] Identification of Rab14 GTPase as a CCN2/CTGF binding protein and the role of this interaction in vesicle trafficking in chondrocytes. (2013)
  • Author(s): 星島光博, 服部高子, 青山絵理子, 西田崇, 山城隆, 滝川正春
  • Organizer: 第55回歯科基礎医学会
  • Place of Presentation: 岡山
  • Year and Date: 20130920-20130922
• [Presentation] CCN3の軟骨特異的過剰発現は内軟骨性骨形成の遅延を誘発する。 (2013)
  • Author(s): 角谷宏一、服部高子、桑原実穂、大野充昭、星島光博、窪木拓男、滝川正春
  • Organizer: 第55回歯科基礎医学会
  • Place of Presentation: 岡山
  • Year and Date: 20130920-20130922
• [Presentation] マウス筋芽細胞においてCCN2はBMP2による骨芽細胞様変化を抑制する。 (2013)
  • Author(s): 西田 崇、久保田聡、Janune Danilo、滝川正春
  • Organizer: 第55回歯科基礎医学会
  • Place of Presentation: 岡山
  • Year and Date: 20130920-20130922
• [Presentation] 軟骨細胞と変形性関節症モデルを用いたCCN2各モジュールの組織再生効果の評価 (2013)
  • Author(s): Abd El Kdaer, Tarek、久保田聡、西田 崇、服部高子、青山絵理子、Janune Danilo、窪木拓男、滝川正春
  • Organizer: 第55回歯科基礎医学会
  • Place of Presentation: 岡山
  • Year and Date: 20130920-20130922
• [Presentation] CCN3の抗線維化効果に伴うCCNファミリー遺伝子発現プロファイルの変化 (2013)
  • Author(s): Janune Danilo、Abd El Kdaer, Tarek、久保田聡、西田 崇、服部高子、青山絵理子、窪木拓男、滝川正春
  • Organizer: 第55回歯科基礎医学会
  • Place of Presentation: 岡山
  • Year and Date: 20130920-20130922
• [Presentation] 軟骨特異的CCN3過剰発現による内軟骨性骨形成の修飾 (2013)
  • Author(s): 服部高子、大野充昭、星島光博、角谷宏一、桑原実穂、三宅佳子、窪木拓男、滝川正春
  • Organizer: 第5回日本CCNファミリー研究会
  • Place of Presentation: 岡山
  • Year and Date: 20130920-20130920
• [Presentation] ERK1/2経路を介したCCN3の初期軟骨分化における作用の検討 (2013)
  • Author(s): 川木晴美、久保田聡、尾上一平、小運動雄三、高橋 潤、神谷真子、高山英次、近藤信夫、滝川正春
  • Organizer: 第5回日本CCNファミリー研究会
  • Place of Presentation: 岡山
  • Year and Date: 20130920-20130920
• [Presentation] CCN2は軟骨細胞のエネルギー代謝に重要である。 (2013)
  • Author(s): 前田 彩、久保田聡、川木晴美、河田かずみ、三宅由晃、服部高子、西田 崇、森谷徳文、飯田征二、滝川正春
  • Organizer: 第5回日本CCNファミリー研究会
  • Place of Presentation: 岡山
  • Year and Date: 20130920-20130920
• [Presentation] Essential role of CCN2 that supports the basal energy metabolism in chondrocytes． (2013)
  • Author(s): Maeda, A., Kubota, S., Miyake, Y., Kawata, K., Hattori, T., Nishida, T., Norifumi Moritani, N., Kawaki, H., Lyons, K. M., Iida, S., Takigawa, M.
  • Organizer: 第86回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 20130912-20130913
• [Presentation] 軟骨細胞のエネルギー代謝におけるCCN2の役割 (2013)
  • Author(s): 前田 彩、久保田聡、三宅由晃、河田かずみ、西田 崇、服部高子、森谷徳文、川木晴美、Karen M Lyons、飯田征二、滝川正春
  • Organizer: 第4回骨バイオサイエンス研究会
  • Place of Presentation: 岡山
  • Year and Date: 20130629-20130629
• [Presentation] Molecular mechanism of CCN2-induced osteoclastogenesis. (2013)
  • Author(s): Aoyama, E., Kubota, S., Nishida, T., Takigawa M.
  • Organizer: The 38th FEBS Congress
  • Place of Presentation: St. Petersburg, Russia
  • Year and Date: 20130606-20130611
• [Presentation] CCN2 enhances osteoclastogenesis via its direct bindings to RANK and OPG. (2013)
  • Author(s): Aoyama, E., Kubota, S., Nishida, T., Takigawa, M.
  • Organizer: 2nd joint meeting of IBMS-JSBMR
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 20130528-20130601
• [Presentation] CCN2 is up-regulated in cultured chondrocytes treated with low-intensity plused ultrasound (LIPUS). (2013)
  • Author(s): Nishida, T., Kubota, S., Aoyama, E., Yamanaka, N., Takigawa, M.
  • Organizer: 2nd joint meeting of IBMS-JSBMR
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 20130528-20130601
• [Presentation] Crucial role of CCN2 in energy metabolism in chondrocytes. (2013)
  • Author(s): Maeda, A., Kubota, S., Miyake, Y., Kawata, K., Hattori, T., Nishida, T., Moritani, N., Kawaki, H., Lyons, K., Iida, S., Takigawa, M.
  • Organizer: 2nd joint meeting of IBMS-JSBMR
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 20130528-20130601
• [Presentation] Identification and characterization of chondrocytic fibroblast growth factor 1 as a molecular counterpart of CCN family member 2. (2013)
  • Author(s): Abd El Kader, T., Kubota, S., Nishida, T., Hattori, T., Aoyama, E., Furumatsu, T., Kuboki, T., Takigawa, M.
  • Organizer: 2nd joint meeting of IBMS-JSBMR
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 20130528-20130601
• [Presentation] Cartilage-specific overexpression of CCN3 negatively regulates endochondral bone formation. (2013)
  • Author(s): Hattori, T., Ono, M., Hoshijima, M., Kadoya, K., Kuwahara, M., Oie, H., Miyake, Y., Kuboki, T., Takigawa, M.
  • Organizer: 2nd joint meeting of IBMS-JSBMR
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 20130528-20130601
• [Remarks] The International CCN Society: Member S Kubota
  • URL: http://www.ccnsociety.com/about_the_iccns/member_s_kubota.html