| 研究課題/領域番号 |
19K07256
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分48010:解剖学関連
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| 研究機関 | 慶應義塾大学 |
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研究代表者 |
黒田 有希子 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 助教 (70455343)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 骨芽細胞 / 骨形成 / コラーゲン / 石灰化 / 耳小骨 / 骨基質 / 骨密度 / アパタイト配向性 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
申請者はマイクロCTを用いて成獣マウス全身骨格の骨密度測定を行ったところ、骨の種類によって、また骨の部位によって骨密度が大きく異なることを見出した。骨に含まれるタンパク質の9割以上はⅠ型コラーゲン線維であることから、骨芽細胞が分泌するコラーゲンはⅠ型であると考えられている。ところが、骨密度が際立って高い耳小骨、上腕骨遠位部、および脛骨遠位部を解析したところ、意外なことに、Ⅰ型コラーゲン（Col1a1）の発現が低い骨芽細胞が骨基質を産生していた。本研究では、この新たな骨芽細胞を「超石灰化骨芽細胞」と名付け、骨密度の高い骨を形成する分子メカニズムを明らかにすることを目的とする。
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| 研究成果の概要 |
成獣マウスの全身骨格のうち、骨密度が際立って高い耳小骨や骨迷路、上腕骨遠位部、および脛骨遠位部では、一般的な骨芽細胞マーカーとして用いられるI型コラーゲン2.3kbプロモーターの活性が低い骨芽細胞が骨基質を産生していた。これらの骨芽細胞のうち、聴覚関連骨を造っている骨芽細胞ではII型コラーゲンを発現しており、聴覚関連骨の骨基質はI型とII型のコラーゲンを含んでいた。そこで我々は耳の高石灰化骨を形成する骨芽細胞を「聴覚骨芽細胞」と名付けた。聴覚骨芽細胞によって造られた骨は、骨密度だけではなく、アパタイト配向性も一般的な骨よりも高く、音を伝えることに適した特性を有していることが示唆された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
Ⅰ型コラーゲン遺伝子Col1a1のプロモーター断片(2.3kb-Col1a1)の下流で蛍光タンパク質を発現するトランスジェニックマウスは一般的な骨芽細胞を可視化するために広く使用されている。本研究は、従来の骨芽細胞マーカーである2.3kb-Col1a1活性をほとんど持たない骨芽細胞群を発見した点に新規性がある。また、全身骨格の骨密度分布に着目し、骨密度の違いによって骨形成機構が異なることが実証された。実際、骨密度の高い聴覚関連骨ではII型コラーゲンを発現している骨芽細胞によって骨が形成されており、聴覚関連骨の骨基質特性が一般的な骨とは異なることが明らかとなった。
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