2015 Fiscal Year Annual Research Report
骨形成の統合的メカニカルシグナル制御ネットワークの新分子機構
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26253085
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| Research Institution | Tokyo Medical and Dental University |
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Principal Investigator |
野田 政樹 東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 教授 (50231725)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
早田 匡芳 筑波大学, 医学医療系, 准教授 (40420252)
江面 陽一 東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 准教授 (50333456)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 骨芽細胞 / 骨形成 / メカニカルストレス / 破骨細胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、骨形成の統合的メカニカルシグナル制御ネットワークの新分子機構の解析を推進した。我国においては高齢化がこれまでにないスピードで進行しており、その結果、重度の骨粗鬆症を伴う患者における歯科インプラントの際の「骨量不足」およびがん患者の増加に伴う口腔がん切除後の顎骨の広範囲骨欠損ならびに他臓器のがんの骨転移切除後の骨の再構築、歯周疾患による歯槽骨喪失および外傷性の広範囲骨欠損への対応の上で「骨の形成を基盤とする治療」の確立は急務である。現在骨形成のシグナルとしては メカニカルストレスと副甲状腺ホルモンのシグナルが存在するがそのいずれにおいてもメカニズムが十分には明らかではないことから、特にメカニカルストレスに関与する細胞内の骨格分子の制御について検討した。対象としたアダプター分子は Nckであり、これまで細胞骨格の形成や細胞遊走への関与は推察されていたが骨芽細胞系列の細胞での機能は不明であった。今回の研究の結果、Nckが骨芽細胞に発現しNckのノックダウンにより骨芽細胞の遊走が抑制され、逆に Nck１を強制発現すると細胞の広がりが促進し細胞遊走ならびに基質への接着が高進した。さらに 細胞内シグナルにおけるNckの役割として１，２の両者をノックダウンするとＩＧＦ１への細胞の正の遊走が阻害された。このメカニズムとしてはNck1の細胞内のアダプター分子であるIRS-1への結合が関与することが免疫沈降解析により示された。生体内でNckをノックダウンした骨芽細胞は頭蓋冠の骨欠損部における広がりの低下を示し、さらには Nck1、Nck2の骨芽細胞特異的な二重欠損マウスにおいて骨粗鬆症が発症し、骨形成速度が抑制され骨髄除去後の生体内での骨形成による修復が抑えられた。以上の観察からメカニカルシグナルに関わる骨芽細胞の分子が再生や定常状態の骨の形成に関わることが明らかとなった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年はメカニカルストレスによる骨形成の制御の中で 特に細胞骨格制御に焦点をあてＮｃｋによる細胞の遊走、接着、骨形成の解析が進展して Proceedings of the National Academy of Sciences USA (米国科学アカデミー紀要）に論文を発表したことから
概ね順調に進展していると判定した。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は 骨形成における骨芽細胞のメカニカルストレスに関わる分子機構について細胞からのステムセルの制御ならびに新たな細胞骨格や細胞内制御因子について解析し研究を推進する。
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