未分化細胞から骨細胞への分化過程を制御する遺伝子群の機能的解析

• 研究課題/領域番号: 19K19008
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分57030:保存治療系歯学関連
• 研究機関: 東京歯科大学
• 研究代表者: 鈴木 瑛一 東京歯科大学, 歯学部, 非常勤講師 (50778503)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2021年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2021年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2020年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円); 2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
• キーワード: 骨細胞分化 / 遺伝子改変マウス / ストレスタンパク質 / 免疫組織化学染色 / マイクロアレイ / 骨細胞 / 骨分化メカニズム / iPS細胞

研究開始時の研究の概要

本研究では，Cre/loxP 発現制御システムを利用した遺伝子改変マウスを利用して，骨細胞特異的にEGFPを発現させたマウスから細胞を採取し，骨分化過程における変動遺伝子群の解析を目指す。研究の流れとして，マウスより骨髄間葉系幹細胞の採取並びにiPS細胞の誘導→骨分化誘導→FACSによるEGFP陽性細胞のソーティング→DNAマイクロアレイによる発現遺伝子の確認を行う。発現が変動した遺伝子群より候補遺伝子を選定した後，siRNAにより目的遺伝子のサイレンシングを行い，骨細胞分化への影響を解析する。

研究成果の概要

本研究では，未分化間葉系幹細胞から骨細胞への分化過程における遺伝子発現の変動を解析し，主に成熟骨芽細胞から骨細胞分化における制御メカニズムを明らかにすることを目的としている。遺伝子改変マウスの使用により，未分化間葉系幹細胞から骨細胞への分化に関与する主要遺伝子群の候補が示された。候補遺伝子の１つである低分子量ストレスタンパク質αB-crystallin (Cryab) は，細胞骨格における恒常性維持に働き，骨細胞への分化または骨細胞の機能維持に重要な役割を担っていることが示唆された。本研究の結果は，歯槽骨をはじめとする硬組織への分化制御機構の解明につながるものと考える。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の推進により，骨細胞の分化制御機構および機能の一端を明らかにすることが可能と考えられ，その成果は骨細胞生物学の進歩に貢献できる。さらに，骨細胞の骨再生における機能は十分に明らかにされていないので，本研究の成果は骨再生治療の開発にも多くの情報を提供し，より予知性の高い歯周組織再生療法の開発にも貢献し，国民の健康とQOLの向上に寄与できると考えられる。