| 研究課題/領域番号 |
19K16146
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分44020:発生生物学関連
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| 研究機関 | 北里大学 |
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研究代表者 |
岩崎 美樹 北里大学, 一般教育部, 非常勤講師 (70792563)
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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: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | ゼブラフィッシュ / 骨組織 / MMP / ECM / パターン形成 / Mmp9 / 骨芽細胞 / 組織間相互作用 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
骨は多くの細胞外基質を含む巨大な結合組織であるため、その形や大きさの制御機構はよく分かっていない。本研究は、骨のパターンがどのように制御されているのかを、透明でシンプルな構造を持つゼブラフィッシュの鱗（膜性骨）を用いて明らかにする。鱗を構成する骨芽細胞の増殖・分化に関わる遺伝子を探索し、その機能解析によって鱗パターン形成における骨幹細胞・骨芽前駆細胞・骨芽細胞の役割を明らかにする。
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| 研究成果の概要 |
骨の形態形成制御機構を明らかにするため、ゼブラフィッシュの骨組織（鱗・舌顎骨）の形成過程を解析した。鱗と舌顎骨の細胞で細胞外基質を分解するマトリックスメタロプロテアーゼ(mmp9)が発現した。鱗では溝条・隆起線を構成する細胞で発現し、細胞を除去すると、再生鱗で溝条の形成が阻害された。舌顎骨では、舌顎骨孔を通り抜ける神経軸索のシュワン細胞と孔の周囲に隣接する破骨細胞でmmp9が発現した。シュワン細胞を除去すると舌顎骨孔周囲の軟骨細胞が過剰に肥大した。破骨細胞が低形成の変異体では、骨形成に異常を示した。mmp9は、軟骨基質、骨基質の分解を促進することで舌顎骨の形態形成に必要であることが示された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
骨の形態形成には、複数の細胞(骨芽細胞・破骨細胞・軟骨細胞)と細胞外基質が協調して働いている。これらの細胞同士がどのように相互作用しているのかよく分かっていない。この研究では、骨芽細胞や破骨細胞による骨リモデリングが骨の形態を制御するだけではなく、軟骨基質、骨基質の分解が重要な役割を担うことを示した。その制御を担う分子としてmmp9を同定した。今後、mmp9の機能解析によって、分解する基質を明らかにし、そのとき生じる周囲の細胞の動態を調べることで、これまで知られていない骨の形態形成メカニズムを解明できると考えている。
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