XI/XXVII型コラーゲンの軟骨特異的発現調節機構の解明と軟骨再生への応用

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26893208
• Research Institution: Oita University
• Principal Investigator: 樋田 真理子 大分大学, 医学部, 客員研究員 (10737224)
• Project Period (FY): 2014-08-29 – 2016-03-31
• Keywords: コラーゲン / 転写 / 軟骨

Outline of Annual Research Achievements

線維性コラーゲン分子は、骨格形成の主役であり、軟骨では、II、XI、XXVII型コラーゲンが発現し、機能的に働いている。一方、未分化間葉系幹細胞が組織特異的シグナルを受けた後、骨、軟骨などに分化し、組織や器官を形成する。加えて、細胞の分化過程において、組織特異的な細胞外マトリックス分子が発現し、これらの分子が細胞の足場として機能するだけでなく細胞分化の道しるべとして細胞に働きかけていることが明らかになりつつある。申請者は、軟骨に特異的に発現しているXI型コラーゲンα１鎖及びXXVII型コラーゲンα１鎖遺伝子に着目し、これら分子の軟骨特異的発現調節機構について検討した結果、これまで報告されていない軟骨特異的活性領域を発見した。
本研究では、この活性領域に関与する調節因子を同定し、その作用機序および軟骨分化機構を明らかにすることを目的とする。最近同定したXI型コラーゲンα１鎖に存在する軟骨特異的エンハンサー領域に関与する転写活性化因子の機能について、
1:XXVII型コラーゲンの軟骨発現に関与している基本プロモーターの解析　2:エンハンサー活性発現に重要な結合配列及び因子を同定及び機能解析　3:トランスジェニックマウスを作製し、個体レベルでの発現パターンの解析

Current Status of Research Progress

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

Reason

申請者は、XI型およびXXVII型コラーゲン遺伝子のエンハンサー領域の解析を行い、軟骨特異的調節領域の同定を試みた。
その結果、XI型コラーゲン遺伝子に関しては、強いエンハンサー活性領域１箇所と、弱いエンハンサー領域１箇所、そして、強いサイレンサー領域を１箇所見出した。
一方、XXVII型コラーゲン遺伝子に関しては、軟骨特異的に機能しているプロモーター領域に関与している転写因子の結合部位を同定しつつあるだけでなく、軟骨特異的エンハンサー領域に必須な結合配列も見出した。

Strategy for Future Research Activity

本研究計画では、XI型及びXXVII型コラーゲンに存在する軟骨特異的エンハンサー領域に関与する転写調節機構について、1:XXVII型コラーゲン遺伝子の基本プロモーター領域の解析　2:XI型及びXXVII型コラーゲン遺伝子のエンハンサー領域の解析　3:XI型及びXXVII型コラーゲン遺伝子発現の個体レベルでの解析を行う。
1:初年度において、XXVII型コラーゲン遺伝子の基本プロモーター解析を進めてきた結果、その基本転写領域は、同定できたが、関与する転写因子の同定には至っていない。
そこで、本年度も引き続き、プロモーター活性に関与する転写因子の同定を目指す。
2:XI型及びXXVII型コラーゲン遺伝子のエンハンサー領域の解析を行った結果、目的となるエンハンサー領域が見い出されつつある。本年度も引き続き、関与する因子の同定を行う。
3:更に、個体レベルでの解析を行うために、トランスジェニックマウスの作製を行う。