骨粗鬆症の分子病態トランスジェニック動物を用いた解析

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08044258
• 研究機関: 東京医科歯科大学
• 研究代表者: 野田 政樹 東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 教授 (50231725)
• 研究分担者: DENHARDT Dav ラトガース大学, 生物学研究所, 所長教授 ; 川口 奈奈子 東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 助手 (10200700) ; 田村 正人 東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 助手 (30236757)
• キーワード: オステオポンチン / トランスジェニック動物 / ノックアウト / スクリーニング / 骨形成 / 骨吸収

研究概要

本年の研究においては,マウスオステオポンチン遺伝子のノックアウト動物の作成が行われた.マウスオステオポンチンについて,その主要なエクソンを含むDNA領域を対象としてホモロガスリコンビナイネーションを行った.このホモロガスリコンビネーションによってプラスマイナス選択培地から得られたES細胞をマウスの胚に導入し,この胚から得られたマウスを更に交配することにより,オステオポンチン遺伝子の発現しない動物の作成を試みた.現在その理由が明らかではないが,十分な生殖細胞への遺伝子のトランスミッションが得られず,恐らくこれはES細胞の種類や性質に依存するものと考えられ,様々のES細胞の導入を試みた.この結果一部は生殖細胞に至り,オステオポンチン遺伝子の遺伝子のヌルミューテーションに至るものが得られつつある.これによって本研究においては,オステオポンチンが神経組織,骨芽細胞,腎臓組織に加え,皮膚や乳腺などの上皮細胞にも出現していることから,これらのトランスジェニックマウスを用いた研究を行うことにより,多彩なオステオポンチンの機能について検討することが可能となるモデルがほぼ確立された.オステオポンチンは破骨細胞においても発現しており,α_vβ_3のインテグリンを介して破骨細胞のカルシウムシグナルを調節し,またオステオポンチンの存在によって破骨細胞の接着或いは破骨細胞におけるNOの機能の調節が最終的には骨吸収の調節として見られることが明らかとなっている.従ってオステオポンチン遺伝子の不活性化によって作成された生体内の状況が従来培養細胞において見られていたこれらのオステオポンチンの遺伝子の機能と相関するか否か,また動物における加齢や成長に際してこれらのオステオポンチンの機能がどのように骨の基質のバランスの決定,或いは細胞の増殖・分化に関連するかを検討する為の重要なモデルが得られた.

研究成果

• [文献書誌] Toshiyuki Kawa-uchi: "Messenger RNA Expression of the Genes Encoding Receptors for Bone Morphogenetic Protein (BMP) and Transforming Growth Factor-β (TGF-β) in the Cells from the Posterior Longitudinal Ligament in Cervical Spine" Endocrine. 5・3. 307-314 (1996)
• [文献書誌] Ying Liu: "Scleretome-related helix-loop-helix type transcription factor (scleraxis) mRNA is expressed in osteoblasts and its level is enhanced by type-β transforming growth factor" Journal of Endocrinology. 151. 491-499 (1996)
• [文献書誌] Shunichi Murakami: "Expression of Indiana Hedgehog in Osteoblasts and Its Posttrranscriptional Regulation by TGFβ" Endocrinology. 139(in press). (1997)
• [文献書誌] Mariko Matsue: "Helix-Loop-Helix Type Transcription Factor,HES-1,Is Expressed In Osteoblastic Cells,Suppressed By 1,25(OH)_2D_3 And Modulates 1,25(OH)_2D_3 Enhancement of Osteopontin Expression" Bone. 20(in press). (1997)