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メカニカルストレスが骨・軟骨細胞の遺伝子発現に及ぼす影響 distraction oateogenesisの分子メカニズム

研究課題

研究課題/領域番号 12671413
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 整形外科学
研究機関徳島大学

研究代表者

安井 夏生  徳島大学, 医学部, 教授 (00157984)

研究分担者 中瀬 尚長  大阪大学, 大学院・医学系研究科, 助手 (00283755)
高田 信二郎  徳島大学, 医学部・附属病院, 助手 (20284292)
研究期間 (年度) 2000 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
3,800千円 (直接経費: 3,800千円)
2001年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2000年度: 2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
キーワードメカニカルストレス / distraction oateogenesis / 骨形成 / 軟骨細胞
研究概要

我々はラット大腿骨の骨延長実験モデルを確立し、牽引メカニカルストレスが骨形成細胞の遺伝子発現に及ぼす影響を観察してきた。延長仮骨の組織像を観察すると、延長初期には旺盛な内軟骨性骨化がみられるが延長が進行するとともに軟骨性仮骨は消失し膜性骨化に置き換わることが分かった。また内軟骨性骨化と膜性骨化の橋渡し機構として第3の骨形成の様式「類軟骨性骨化」が存在することが明らかとなった。
Northern blot analysisやin situ hybridization法により延長仮骨の細胞の遺伝子発現を解析した結果、延長仮骨ではBMP-2およびBMP-4遺伝子が過剰に発現されていることがわかった。またBMP-2やBMP-4の下流にあるRunx2/Cbfa1/Pebp2aも過剰発現されていた。Runx2は骨芽細胞のmaster geneとして知られる転写因子であり、そのノックアウトマウスは骨芽細胞の分化が障害され骨格の形成が著しく障害されるため致死性となる。またRunx2遺伝子のヘテロ変異により鎖骨頭蓋異形成症が発生する(Gene 2000)。BMPのシグナル伝達物質であるSMADとRunx2が結合することにより骨芽細胞での転写活性が促進されると考えている(PNAS 2000)。ラット大腿骨の延長実験ではRunx2遺伝子は骨切り後4日目の類軟骨組織に強い発現が観察された。延長開始後も幼若な軟骨細胞にはRunx2の発現が見られたが、肥大軟骨細胞には発現は見られなかった。延長が進むにつれ直接骨化が増えるがこのときの骨芽細胞にも強い発現が見られた。つまりRunx2遺伝子の発現部位と発現時期はBMP-2,-4のそれと良く一致していた。延長仮骨の細胞は牽引メカニカルストレスに反応してまずBMP-2,-4を過剰発現し、その結果Runx2の遺伝子発現が増幅いるのではないかと考えられた。

報告書

(3件)
  • 2001 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (34件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (34件)

  • [文献書誌] Yasui N, et al.: "A technique of percutaneous multidrilling osteotomy for limb lengthening and deformity correction"J Orthop Science. 5. 104-107 (2000)

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  • [文献書誌] Yasui N, et al.: "Humeral lengthening and deformity correction"Orthopaede. 29. 58-62 (2000)

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  • [文献書誌] Zhang YW, et al.: "PEBP2aA/CBFA1 mutations in Japanese cleidocranial dysplasia patients"Gene. 244. 21-48 (2000)

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  • [文献書誌] Zhang YW, et al.: "PEBP2aA/CBFA1 mutation displaying impaired transactivation and Smad interaction in cleisocranial dyasplasia"PNAS. 97. 10549-10554 (2000)

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  • [文献書誌] Yasui N, et al.: "Congenital transverse deficiency of the tibia and fibula : a report of two cases"Skeletal Radiol. 29. 243-246 (2000)

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  • [文献書誌] Fujita Y, et al.: "Novel mutations of the Cathepsin-K gene in patients with pycnodysostosis and their characterization"J Clin Endoc Metab. 85. 425-431 (2000)

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  • [文献書誌] Yasui N: "Function and alignment of lengthened limbs in patients with achondroplasia"Clin Pediatr Endocrinol. 10. 55-61 (2001)

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  • [文献書誌] Takata S: "Disuse osteoporosis"J Med Invest. 48. 147-156 (2001)

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  • [文献書誌] 安井夏生: "延長仮骨の骨化様式"整形災害外科. (2002)

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  • [文献書誌] 安井夏生: "イリザロフ法による四肢機能再建術"日本臨床整形外科学会誌. 27. 8-10 (2002)

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  • [文献書誌] Yasui N: "Orthofix External Fixation in Trauma and Orthopaedics"Springer. 18-24 (2000)

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  • [文献書誌] Yasui N: "Orthofix External Fixation in Trauma and Orthopaedics."Springer. 478-484 (2000)

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  • [文献書誌] Yasui N.: "Modes of ossification during distraction osteogenesis (in Japanese)"Seikei-saigaigeka. 45. 259-263 (2002)

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  • [文献書誌] Yasui N.: "Limb reconstruction by Ilizarov method (in Japanese)"Nipponrinsyou seikeigeka. 27. 8-10 (2002)

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  • [文献書誌] Yasui N.: "The Biology of Callus Distraction: Callotasis"Orthofix External Fixation in Trauma and Orthopaedics. Springer (eds: de Bastiani G, Apley AG, Goldberg A.). 18-24 (2001)

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  • [文献書誌] Yasui N.: "Bifocal lengthening"Orthofix External Fixation in Trauma and Orthopaedics Springer (eds : de Bastiani G, Apley AG, Goldberg A.). 478-484 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yasui N.: "Function and alignment of lengthened limbs in patients with achondroplasia"Clin Pediatr Endocrinol. 10. 55-61 (2001)

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  • [文献書誌] Takata S.: "Disuse Osteoporosis (Review)"J Med Invest. 48. 147-156 (2001)

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  • [文献書誌] Yasui N.: "A technique of percutaneous multidrilling osteotomy for lengthening and deformity correction"J Orthop Science. 5. 104-107 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yasui N.: "Humeral lengthening and deformity correction"Orthopaeda. 29. 58-62 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Zhang YW.: "PEBP2aA/CBFA 1 mutations Japanese cleidocranial dysplasia patients"Gene. 244. 21-48 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Zhang YW.: "PEBP2aA/CBFA 1 mutations dysplaying impaired transactivation and Smad interaction in cleisocranial dysplasia"Pans. 97. 10549-10554 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yasui N.: "Congenital transverse deficiency of the tibia and tibula : a report of two cases"Skeletal Radiol. 29. 243-246 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Fujita Y.: "Novel mutations of the Cathepsin-K gene in patients with pycnodysostosis and their characterization"J Clin Endoc Metab. 85. 425-431 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yasui N: "Function and alignment of lengthened limbs in patients with achondroplasia"Clin Pediatr Endocrinol. 10. 55-61 (2001)

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Takata S.: "Disuse osteoporosis"J Med Invest. 48. 147-156 (2001)

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 安井夏生: "延長仮骨の骨化様式"整形・災害外科. 45. 259-263 (2002)

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 安井夏生: "イリザロフ法による四肢機能再建術"日本臨床整形外科学会誌. 27. 8-10 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Yasui N, et al.: "A technique of percutaneous multidrilling osteotomy for limb lengthening and deformity correction."J Orthop Science. 5. 104-107 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Yasui N, et al.: "Humeral lengthening and deformity correction."Orthopaede. 29. 58-62 (2000)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Zhang YW,Yasui N, et al.: "PEBP2aA/CBFA1 mutations in Japanese cleidocranial dysplasia patients."Gene. 244. 21-48 (2000)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Zhang YW,Yasui N, et al.: "PEBP2aA/CBFA1 mutation displaying impaired transactivation and Smad interaction in cleisocranial dyasplasia."PNAS. 97. 10549-10554 (2000)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Yasui N, et al.: "Congenital transverse deficiency of the tibia and fibula : a report of two cases."Skeletal Radiol. 29. 243-246 (2000)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Fujita Y,Nakata K,Yasui N, et al.: "Novel mutations of the Cathepsin-K gene in patients with pycnodysostosis and their characterization."J Clin Endoc Metab. 85. 425-431 (2000)

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公開日: 2000-04-01   更新日: 2016-04-21  

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