| 研究課題/領域番号 |
21K09857
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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57020:病態系口腔科学関連
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
宇佐美 悠 大阪大学, 大学院歯学研究科, 講師 (80444579)
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| 研究分担者 |
廣瀬 勝俊 大阪大学, 大学院歯学研究科, 助教 (00824898)
犬伏 俊博 大阪大学, 附属病院, 講師 (30550941)
波多 賢二 大阪大学, 大学院歯学研究科, 准教授 (80444496)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021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 | 軟骨 / 軟骨膜 / 線維芽細胞 / ケロイド / 遺伝子多発性骨軟骨腫症 / 再生医療 / 幹細胞 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
これまで、一度完成された骨や軟骨を成長・再生させることは不可能であると考えられてきた。しかしながら、近年、成長後の軟骨組織にも、色々な細胞へと成長する幹細胞や、骨・軟骨細胞へと成長する骨軟骨前駆細胞が存在し続けていることが明らかになりつつある。
本研究は、この軟骨前駆細胞、軟骨幹細胞が、軟骨を取り囲む軟骨膜に存在しているという仮説のもと、遺伝子の発現解析、再生時における細胞の挙動の解析、軟骨再生実験を通じて、軟骨膜内に存在する、軟骨前駆細胞、幹細胞を同定、解析し、その分化経路および分化機序を明らかにすることを目的とする。
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| 研究実績の概要 |
本研究では、遺伝子組み換えマウスを用いて成長板軟骨と軟骨膜に存在する骨軟骨前駆細胞の解明を試みる。
本年度は、本研究で使用するタモキシフェン依存性軟骨細胞特異的に赤色蛍光を発現する遺伝子組み換えマウスCol2CreERT;TdTおよび、同様に緑色蛍光を発現するCol2CreERT;ZsGreenマウスを作製し、生後6日、14日、21日、42日にタモキシフェンを投与し、投与後3日、7日、14日にそれぞれのマウスより脛骨を採取した。それぞれの脛骨軟骨膜を観察したところ、軟骨膜に隣接する成長板軟骨には蛍光標識された軟骨細胞が見られ、軟骨膜下端の骨幹部寄りに存在する骨襟骨芽細胞にも蛍光標識された骨芽細胞が観察された。標識された骨芽細胞は、3日から14日にかけて経時的に増加して見られ、骨の成長に伴い成長板辺縁に位置する幹細胞性の性格を有する軟骨細胞から骨芽細胞へとtransdifferentiation（異なる細胞への分化）が存在していることが推察された。そこで、形態学的根拠を得るために電子顕微鏡での観察を現在、行なっている。
また、その分子基盤を明らかにするため、研究分担者の波多とともに凍結切片を用いた空間的遺伝子発現解析を行い、現在結果を解析中である。
また、遺伝子多発性骨軟骨腫症(Hereditary Multiple Osteochondromas、HME)患者には、軟骨腫除去後に皮膚ケロイド瘢痕が形成されることが知られている。そのメカニズムの解明を目的に、昨年度より派生研究を行なっている。HMEでは、へパラン硫酸プロテオグリカン(HSPG)の合成に関わるExt1遺伝子の機能欠失が知られているが、線維芽細胞特異的にExt1を欠落させたHME患者皮膚モデルでは、創部の閉鎖が遅延し、その閉鎖遅延には線維芽細胞のアポトーシス抑制がケロイドの形成に関わっていることが明らかとなった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
電子顕微鏡による形態解析に時間を要している。また、凍結切片を用いた空間的遺伝子発現解析の解析精度がやや低い印象で解析に時間を要している。
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| 今後の研究の推進方策 |
凍結切片を用いた空間的遺伝子発現解析の解析精度がやや低く、標的とする細胞群の抽出が困難であったため、レーザーマイクロダイゼクションあるいは用手的な細胞採取と遺伝子発現解析を試みる予定である。研究で得られた結果は研究協力者である米国University of Maryland School of MedicineのMotomi Enomoto-Iwamoto先生と協議し妥当性を確認する。
派生研究であるケロイド研究においては、そのメカニズムに関して細胞を用いて解析し、研究成果を論文化する。
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