軟骨分化に関与する因子の遺伝子解析を用いた検索

• Project/Area Number: 14657518
• Research Category: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Surgical dentistry
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: 坂本 一郎 東京医科歯科大学, 大学院・医歯学総合研究科, 助手 (00323725)
• Project Period (FY): 2002 – 2003
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2003)
• Budget Amount: ¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000); Fiscal Year 2003: ¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000); Fiscal Year 2002: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
• Keywords: 軟骨分化 / ATDC5 / 軟骨分化特異的遺伝子 / 遺伝子発現 / cDNAマクロアレイ / ノーザンブロット法 / 軟骨再生 / 遺伝子発現パターン / RT-PCR / 細胞外マトリックス / プロテオグリカン

Research Abstract

軟骨細胞株ATDC5を用い軟骨分化に関わる遺伝子を同定した。ATDC5はインシュリンおよびBMP2で軟骨細胞に分化することが報告されている。我々は、ATDC5を軟骨分化誘導かけた後、発現が変動する遺伝子をインシュリンで分化誘導した系とBMP2で誘導した系で比較解析した。分化誘導後0、4、8、12日におけるRNAを回収し、ノーザンブロット解析を用い軟骨特異的マーカーである、II型コラーゲンおよびアグリカンの発現解析した。この結果、インシュリンの系、BMP2の系で共に経時的に発現が上昇していることが確認された。次に、cDNAマクロアレイ解析により、1176個の遺伝子について、この2つの系において比較解析を行った。このcDNAマクロアレイの遺伝子のなかに含まれているアグリカン遺伝子は、ノーザンブロット解析の結果と非常に高い相関性を示した。cDNAマクロアレイ解析の結果、インシュリン、BMP2の両方の系で軟骨分化に伴い発現が上昇した遺伝子は、軟骨分化に重要な遺伝子であると考えられる。そのような遺伝子として、Early Growth Response 1(EGR-1)、Early Growth Response 3(EGR-3)、プレプロエンケファリン、VEGF-A、FN-1が同定された。本研究では、軟骨細胞株ATDC5を2つ因子により軟骨分化させ、その2つの系を比較することで、より軟骨分化に関わる遺伝子を同定しようと考えた。ATDC5はヘテロの細胞集団であることから、軟骨細胞に分化しないものも多く含むと考えられる。この2つの系で絞り込むことにより、軟骨分化に関わらない遺伝子を排除し、より軟骨分化に重要な遺伝子を同定できると考えた。その結果同定された5つの遺伝子は、将来、軟骨再生において重要な役割を果たす可能性がある。今後、その機能を解析していきたい。