2015 Fiscal Year Research-status Report
間葉系幹細胞が支持する破骨細胞前駆細胞ニッチの解析
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26462826
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| Research Institution | Matsumoto Dental University |
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Principal Investigator |
溝口 利英 松本歯科大学, 総合歯科医学研究所, 講師 (90329475)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小林 泰浩 松本歯科大学, 総合歯科医学研究所, 教授 (20264252)
中道 裕子 松本歯科大学, 総合歯科医学研究所, 講師 (20350829)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 破骨細胞 / ＱＯＰ / 骨髄間葉系幹細胞 / M-CSF / osteoprotegerin / ニッチ / Runx2 / レプチン受容体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
我々は、in vivoにおける破骨細胞は(1) 細胞増殖が停止した破骨細胞前駆細胞(QOP)から分化すること (2) QOPは、M-CSF依存的に形成されることを明らかにした。以上より、M-CSFの発現を介して、QOPの形成を支持する微小環境(ニッチ)の存在が予想される。我々は骨髄間葉系幹細胞がQOPニッチとして機能することを予想している。平成２７年度は、「 QOPニッチのin vivo解析」を目的とした。「QOPニッチマーカーの探索」、「間葉系幹細胞の抑制によるQOPニッチへの影響の解析」および「破骨細胞形成促進モデルマウスにおけるQOPニッチの解析」を目標に研究計画を立てた。①「QOPニッチマーカーの探索」:骨芽細胞分化初期に発現する転写因子であるRunx2を、新たなQOPニッチのマーカーとして同定した。②「間葉系幹細胞の抑制によるQOPニッチへの影響の解析」： QOPニッチ特異的にジフテリアトキシン受容体を発現するマウスを作製し、QOPニッチの枯渇実験を行った。その結果、QOPニッチの枯渇によるQOPへの影響は認められなかった。③「破骨細胞形成促進モデルマウスにおけるQOPニッチの解析」：破骨細胞分化抑制因子である、Osteoprotegerin(OPG)を欠損したマウスでは、破骨細胞の分化亢進が認められる。野生型およびOPG欠損マウスのQOPニッチを回収し、RNAシークエンスによる比較を行う。現在、FACSにより細胞を回収している段階である。
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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
平成27年度は①QOPニッチマーカーの探索、②間葉系幹細胞の抑制によるQOPニッチへの影響の解析、 ②破骨細胞形成促進モデルマウスにおけるQOPニッチの解析を行った。【QOPニッチマーカーの探索】以前我々は、Leptin受容体プロモーターの下流でCreリコンビナーゼを発現する遺伝子 (LepR-cre) と、Tomato蛍光色素をCre依存的に発現するレポーター遺伝子(flox-stop-flox-Tomato)を有するダブルトランスジェニックマウスを作製し、LepR陽性細胞が骨髄間葉系幹細胞であることを明らかにした。本年度は、Runx2-GFPマウスを用いて、骨髄間葉系幹細胞におけるRunx2の発現を調べた。その結果、Runx2を低発現する画分に、骨髄間葉系幹細胞能が高い細胞が含まれることを明らかにした。以上より、Runx2がQOPのニッチマーカーであることが明らかになった。【間葉系幹細胞の抑制によるQOPニッチへの影響の解析】ジフテリアトキシン受容体 (flox-stop-flox-DTR)とLepR-creとのダブルトランスジェニックマウスを作成した。ジフテリアトキシンの投与により間葉系幹細胞の枯渇が確認されたが、QOP画分に変化は認められなかった。【破骨細胞形成促進モデルマウスにおけるQOPニッチの解析】Nestun(Nes)-GFPマウスは、骨髄間葉系幹細胞(QOPニッチ)をGFP陽性細胞として検出可能である。Nes-GFPマウスとOPG欠損マウスを掛け合わせた。野生型およびOPG欠損マウスにおけるNes-GFP陽性細胞を回収し、RNAシークエンスを行う。RNAシークエンス解析には、最低10 ngのmRNAが必要であるため、数回にわたりFACSによる細胞回収を行っている。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初、間葉系幹細胞得意的にM-CSF発現を抑制し、QOPおよび破骨細胞に対する影響を調べる予定であった。しかし、M-CSF-flox/floxマウス供与の承諾が、Dr. Abbound Werner S. (デキサス大学)より得られなかったため、実験は中止した。今後は、平成27年度に引き続き、「破骨細胞形成促進モデルマウスにおけるQOPニッチの解析」を進める予定である。一方、副甲状腺ホルモン(PTH) は、骨形成促進作用を有することが知られている。最近我々は、PTHのマウスへの投与が、QOPニッチである骨髄間葉系幹細胞の骨芽細胞への分化を促進するという所見を得た。今後、PTH投与にともなうQOPニッチへの影響についても解析を進める予定である。
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| Causes of Carryover |
消耗品が割引価格で購入できたため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
研究記録を記入する筆記用具及びノートを購入する。
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[Journal Article] Comparing immunocompetent and immunodeficient mice as animal modeles for bone tissue engineering.2015
Author(s)
Zhang Y, Li X, Chihara T, Mizoguchi T, Hori A, Udagawa N, Nakamura H, Hasegawa H, Taguchi A, Shinohara A, Kagami H.
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Journal Title
Oral Dis
Volume: 21
Pages: 583-592
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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