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シングルセル解析技術に立脚した傍脊柱靱帯の構成細胞解析と後縦靭帯骨化症の病態解明

研究課題

研究課題/領域番号 20K09495
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分56020:整形外科学関連
研究機関東京大学

研究代表者

大島 寧  東京大学, 医学部附属病院, 准教授 (50570016)

研究分担者 齋藤 琢  東京大学, 医学部附属病院, 准教授 (30456107)
前田 真吾  鹿児島大学, 医歯学総合研究科, 特任教授 (60353463)
谷口 優樹  東京大学, 医学部附属病院, 講師 (80722165)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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)
キーワード整形外科学 / 後縦靭帯骨化症 / シングルセル解析
研究開始時の研究の概要

頚椎OPLLのゲノムワイド関連解析によって疾患感受性候補遺伝子の1つとしてRSPO2が同定され、当研究室はその機能解析を担当してきた。その中で、RSPO2はWNTシグナルを介して骨・軟骨分化を制御するだけでなく、靭帯組織周辺の組織幹細胞で強く発現し、stemnessの維持に関与している可能性を見出した。本研究ではシングルセル解析を駆使してヒト傍脊柱靭帯を構成する細胞の種類と比率を調べ、OPLL患者の靱帯に特有の細胞の動態を解明するとともに、RSPO2とその受容体を発現する細胞の種類を検証する。

研究成果の概要

マウスアキレス腱穿刺モデルを用いてシングルセル解析を行い、修復過程に関わる細胞を解析したところ、プロジェニター集団の中にRSPO2を発現する未分化な群が同定された。この細胞群はRSPO2の分泌を介して周囲を制御することが予想された。RSPO2抗体を投与したところ腱修復過程での軟骨・骨が増加し、逆にRSPO2を豊富に発現させると減少した。さらに培養細胞を用いた実験によって、このプロジェニターがRSPO2を介して周囲の細胞に作用し、適切に腱・靱帯に分化するよう誘導していることが確認された。RSPO2は後縦靭帯にも豊富に発現しており、OPLLの病態にも深く関与することが分かった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

このRSPO2を分泌するプロジェニター細胞は、後縦靭帯骨化症以外にも様々な腱・靱帯の疾患に関わっている可能性がある。変形性関節症や変形性脊椎症は関節の軟骨や椎間板が変性する疾患であるが、その始まりは関節や脊椎を支持している靱帯の緩みであることが一部で推定されており、本研究で同定したRSPO2を分泌するプロジェニター細胞が関節や脊椎の疾患に広く関与している可能性も考えられる。現在研究グループは、様々な疾患における腱・靱帯のシングルセル解析を進めており、この成果を皮切りに、加齢に伴う関節や脊椎の疾患の発症メカニズムを広く解明し、予防法や治療法の開発に繋げたいと考えている。

報告書

(3件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 5件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] RSPO2 defines a distinct undifferentiated progenitor in the tendon/ligament and suppresses ectopic ossification2022

    • 著者名/発表者名
      Tachibana N、Chijimatsu R、Okada H、Oichi T、Taniguchi Y、Maenohara Y、Miyahara J、Ishikura H、Iwanaga Y、Arino Y、Nagata K、Nakamoto H、Kato S、Doi T、Matsubayashi Y、Oshima Y、Terashima A、Omata Y、Yano F、Maeda S、Ikegawa S、Seki M、Suzuki Y、Tanaka S、Saito T
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 8 号: 33 ページ: 2138-2154

    • DOI

      10.1126/sciadv.abn2138

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Inflammatory Arthritis and Bone Metabolism Regulated by Type 2 Innate and Adaptive Immunity2022

    • 著者名/発表者名
      Omata Yasunori、Frech Michael、Saito Taku、Schett Georg、Zaiss Mario M.、Tanaka Sakae
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 23 号: 3 ページ: 1104-1104

    • DOI

      10.3390/ijms23031104

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Automatic Detection of Medial and Lateral Compartments from Histological Sections of Mouse Knee Joints Using the Single-Shot Multibox Detector Algorithm2022

    • 著者名/発表者名
      Mori Yoshifumi、Oichi Takeshi、Enomoto-Iwamoto Motomi、Saito Taku
    • 雑誌名

      CARTILAGE

      巻: 13 号: 1

    • DOI

      10.1177/19476035221074009

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Regulation of osteoarthritis development by ADAM17/Tace in articular cartilage2021

    • 著者名/発表者名
      Kaneko Taizo、Horiuchi Keisuke、Chijimatsu Ryota、Mori Daisuke、Nagata Kosei、Omata Yasunori、Yano Fumiko、Inui Hiroshi、Moro Toru、Tanaka Sakae、Saito Taku
    • 雑誌名

      Journal of Bone and Mineral Metabolism

      巻: 40 号: 2 ページ: 196-207

    • DOI

      10.1007/s00774-021-01278-3

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Divergence in chondrogenic potential between in vitro and in vivo of adipose- and synovial-stem cells from mouse and human2021

    • 著者名/発表者名
      Chijimatsu Ryota、Miwa Satoshi、Okamura Gensuke、Miyahara Junya、Tachibana Naohiro、Ishikura Hisatoshi、Higuchi Junya、Maenohara Yuji、Tsuji Shinsaku、Sameshima Shin、Takagi Kentaro、Nakazato Keiu、Kawaguchi Kohei、Yamagami Ryota、Inui Hiroshi、Taketomi Shuji、Tanaka Sakae、Saito Taku
    • 雑誌名

      Stem Cell Research & Therapy

      巻: 12 号: 1

    • DOI

      10.1186/s13287-021-02485-5

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Association Between Deep Posterior Cervical Paraspinal Muscle Morphology and Clinical Features in Patients With Cervical Ossification of the Posterior Longitudinal Ligament2021

    • 著者名/発表者名
      Doi Toru、Ohtomo Nozomu、Oguchi Fumihiko、Tozawa Keiichiro、Nakarai Hiroyuki、Nakajima Koji、Sakamoto Ryuji、Okamoto Naoki、Nakamoto Hideki、Kato So、Taniguchi Yuki、Matsubayashi Yoshitaka、Oka Hiroyuki、Matsudaira Ko、Tanaka Sakae、Oshima Yasushi
    • 雑誌名

      Global Spine Journal

      巻: ー 号: 1 ページ: 219256822198965-219256822198965

    • DOI

      10.1177/2192568221989655

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [備考] 東京大学医学部附属病院 整形外科・脊椎外科

    • URL

      http://www.u-tokyo-ortho.jp/

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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