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転写因子Scleraxisによって制御される筋骨格システムの統合的理解

研究課題

研究課題/領域番号 21H03107
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分57010:常態系口腔科学関連
研究機関広島大学

研究代表者

宿南 知佐  広島大学, 医系科学研究科(歯), 教授 (60303905)

研究分担者 隅山 健太  国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, チームリーダー (00370114)
樋口 真之輔  神戸大学, 附属学校部, 附属中等教育学校教諭 (20847131)
吉本 由紀  東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 講師 (40735304)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2023年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2021年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
キーワード腱・靱帯 / Scleraxis / エンハンサー / 遺伝子改変動物 / Sox9 / enChIP / enChIP法
研究開始時の研究の概要

本研究では、Transgenicマウス胚と培養細胞を用いたレポーターアッセイ、ゲノム編集技術を応用したengineered DNA-binding molecule-mediated chromatin immunoprecipitation(enChIP)法、独自に作成した遺伝子改変マウスを用いた細胞系譜と表現型の解析、免疫染色と次世代シーケンスを組み合わせた新たなOmics技術であるChromatin Integration Labeling sequencing(ChIL Seq)法などを組み合わせて、分子レベルでScxを基軸とする生命現象を明らかにする。

研究成果の概要

本研究では、トランスジェニックマウス胚を用いたレポーターアッセイによって、Scxの腱・靱帯特異的転写制御を担うエンハンサー領域を遺伝子の下流に同定した。ScxCre knock-inマウスと交配したRosaTomatoマウスを用いた系譜解析では、腱・靱帯だけでなく、成長板、一次海綿骨、皮質骨などにもScxを発現する細胞集団が存在することを見出し、Scx欠失マウスやSox9発現領域でScxを欠失したマウスではアキレス腱付着部の形成不全や骨量が著明に減少することを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

筋骨格システムは、basic helix-loop-helix型の転写因子であるScleraxis(Scx)が発現する腱・靱帯によって統合されている。本研究では、Scx遺伝子の時空間的発現制御に関わるエンハンサーを同定し、筋骨格システムにおいてこれらの遺伝子を発現する細胞系譜を明らかにした。また、Scx欠失マウスの解析によってScxの個体レベルでの機能を解析した。得られた研究成果は、筋・骨コンポーネントの連結の要となる腱・靱帯で発現するScxを基軸とする生命現象の統合的理解を深め、損傷すると修復が困難な腱・靱帯の再生技術の基盤を構築することに寄与すると期待される。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2023 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 5件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 1件、 招待講演 4件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] ヴュルツブルク大学(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] Potential function of Scx+/Sox9+ cells as progenitor cells in rotator cuff tear repair in rats2023

    • 著者名/発表者名
      Yuko Fukuma; Takuya Tokunaga; Shuntaro Tanimura; Yuki Yoshimoto; Tomoji Mashimo; Takehito Kaneko; Tian Xiao; Katsumasa Ideo; Ryuji Yonemitsu; Kozo Matsushita; Kazuki Sugimoto; Masaki Yugami; Satoshi Hisanaga; Takayuki Nakamura; Yusuke Uehara; Tetsuro Masuda; Chisa Shukunami; Tatsuki Karasugi; Takeshi Miyamoto
    • 雑誌名

      Biochem Biophys Res Commun .

      巻: 676 ページ: 84-90

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2023.07.039

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Scleraxis-lineage cells are required for correct muscle patterning.2023

    • 著者名/発表者名
      Yudai Ono , Saundra Schlesinger , Kanako Fukunaga , Shinsei Yambe , Tempei Sato , Takako Sasaki , Chisa Shukunami , Hiroshi Asahara , Masafumi Inui
    • 雑誌名

      Development

      巻: 150 号: 10 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1242/dev.201101

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Digits in a dish: An in vitro system to assess the molecular genetics of hand/foot development at single-cell resolution.2023

    • 著者名/発表者名
      Fuiten AM, Yoshimoto Y, Shukunami C, Stadler HS
    • 雑誌名

      Front Cell Dev Biol.

      巻: 11 ページ: 1135025-1135025

    • DOI

      10.3389/fcell.2023.1135025

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Dexamethasone Is Not Sufficient to Facilitate Tenogenic Differentiation of Dermal Fibroblasts in a 3D Organoid Model2023

    • 著者名/発表者名
      Kroner-Weigl Niklas、Chu Jin、Rudert Maximilian、Alt Volker、Shukunami Chisa、Docheva Denitsa
    • 雑誌名

      Biomedicines

      巻: 11 号: 3 ページ: 772-772

    • DOI

      10.3390/biomedicines11030772

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] 軟骨細胞2023

    • 著者名/発表者名
      内部健太、余 昕怡、山家新勢、宿南知佐
    • 雑誌名

      最新の骨粗鬆症学 (第2版) 日本臨床

      巻: 81 ページ: 90-94

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] The mechanosensitive ion channel PIEZO1 is expressed in tendons and regulates physical performance2022

    • 著者名/発表者名
      Nakamichi Ryo、Ma Shang、Nonoyama Takayuki、Chiba Tomoki、Kurimoto Ryota、Ohzono Hiroki、Olmer Merissa、Shukunami Chisa、Fuku Noriyuki、Wang Guan、Morrison Errol、Pitsiladis Yannis P.、Ozaki Toshifumi、D’Lima Darryl、Lotz Martin、Patapoutian Ardem、Asahara Hiroshi
    • 雑誌名

      Science Translational Medicine

      巻: 14 号: 647 ページ: 647-647

    • DOI

      10.1126/scitranslmed.abj5557

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Tendon-Specific Dicer Deficient Mice Exhibit Hypoplastic Tendon Through the Downregulation of Tendon-Related Genes and MicroRNAs2022

    • 著者名/発表者名
      Omoto Takenori、Yimiti Dilimulati、Sanada Yohei、Toriyama Minoru、Ding Chenyang、Hayashi Yuta、Ikuta Yasunari、Nakasa Tomoyuki、Ishikawa Masakazu、Sano Masayuki、Lee Minjung、Akimoto Takayuki、Shukunami Chisa、Miyaki Shigeru、Adachi Nobuo
    • 雑誌名

      Frontiers in Cell and Developmental Biology

      巻: 10 ページ: 898428-898428

    • DOI

      10.3389/fcell.2022.898428

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Tenogenic Induction From Induced Pluripotent Stem Cells Unveils the Trajectory Towards Tenocyte Differentiation2022

    • 著者名/発表者名
      Yoshimoto Yuki、Uezumi Akiyoshi、Ikemoto-Uezumi Madoka、Tanaka Kaori、Yu Xinyi、Kurosawa Tamaki、Yambe Shinsei、Maehara Kazumitsu、Ohkawa Yasuyuki、Sotomaru Yusuke、Shukunami Chisa
    • 雑誌名

      Frontiers in Cell and Developmental Biology

      巻: 10 ページ: 780038-780038

    • DOI

      10.3389/fcell.2022.780038

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Scleraxis upregulated by transforming growth factor-β1 signaling inhibits tension-induced osteoblast differentiation of priodontal ligament cells via ephrin A22021

    • 著者名/発表者名
      Kawatsu M, Takeshita N, Takimoto A, Yoshimoto Y, Seiryu M, Ito A, Kimura S, Kawamoto T, Hiraki Y, Shukunami C, Takano-Yamamoto T
    • 雑誌名

      Bone

      巻: 149 ページ: 115969-115977

    • DOI

      10.1016/j.bone.2021.115969

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 硬組織連結に寄与するScx+/Sox9+細胞の不均一性とScx欠失による腱・靱帯・軟骨分化プロセスへの影響2023

    • 著者名/発表者名
      余 昕怡、吉本 由紀、山家 新勢、秋山 治彦、安達 泰治、川上 良介、宿南 知佐
    • 学会等名
      第41回日本骨代謝学会学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 線維軟骨性エンテーシスにおけるSclerostinの機能的役割2023

    • 著者名/発表者名
      山家 新勢, 吉本 由紀, 余 昕怡, 秋山 治彦, 安達 泰治, 宿南 知佐
    • 学会等名
      第41回日本骨代謝学会学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Sclerostin, a marker for mature fibrochondrocytes, modulates the stiffness gradient to maintain tissue integrity of the fibrocartilaginous enthesis.2023

    • 著者名/発表者名
      Shinsei Yambe, Yuki Yoshimoto, Xinyi Yu, Haruhiko Akiyama, Taiji Adachi, Chisa Shukunami
    • 学会等名
      33rd Australian & New Zealand Bone and Mineral Society Annual Scientific Meeting (ANZBMS)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 線維軟骨性エンテーシスの形成・維持に寄与する細胞群の特性解析2022

    • 著者名/発表者名
      山家新勢, 余欣怡, 吉本由紀, 樋口真之輔, 秋山治彦, 安達泰治, 宿南知佐
    • 学会等名
      第40回日本骨代謝学会学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Pax1による椎間板の成熟と維持の制御2022

    • 著者名/発表者名
      余昕怡, 山家新勢, 樋口真之輔, 宿南知佐
    • 学会等名
      第40回日本骨代謝学会学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 腱・靭帯分化誘導システムにおけるシングルセル解析2022

    • 著者名/発表者名
      吉本由紀, 上住聡芳, 上住円, 田中かおり, YU Xinyi, 黒澤珠希, 山家新勢, 前原一満, 大川恭行, 外丸祐介, 宿南知佐
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 軟骨分化誘導系の確立から腱・靱帯研究への歩み (学術賞受賞講演)2021

    • 著者名/発表者名
      宿南知佐
    • 学会等名
      第39回日本骨代謝学会学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ScxGFP iPS細胞を用いて樹立したin vitro腱・靭帯分化誘導におけるシングルセル解析2021

    • 著者名/発表者名
      吉本由紀, 山家 新勢 宿南知佐
    • 学会等名
      第39回日本骨代謝学会学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] TnmdCreノックインマウスの作製とTnmd陽性細胞の系譜解析2021

    • 著者名/発表者名
      山家新勢, 吉本由紀, 樋口真之輔, 味八木茂, 宿南知佐
    • 学会等名
      第39回日本骨代謝学会学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 頭蓋顔面領域におけるScx+/Sox9+細胞の局在と形態形成への寄与2021

    • 著者名/発表者名
      樋口真之輔, 川上良介, 山家新勢, 余昕怡, 今村健志, 宿南知佐
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考] 生体分子機能学

    • URL

      http://tnmd.hiroshima-u.ac.jp/j_html/j_gyouseki.html

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実績報告書
  • [備考] 【研究成果】iPS細胞から効率良く腱細胞を分化誘導する系を確立

    • URL

      https://www.hiroshima-u.ac.jp/news/69687

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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