ヘッジホッグ蛋白の硬組織誘導および修復因子としての実用化の試み

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09557145
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 岩本 資己 大阪大学, 歯学部, 講師 (80203644)
• 研究分担者: 樋口 義信 中外製薬株式会社, 研究員 ; 山口 朗 長崎大学, 歯学部, 教授 (00142430) ; 岩本 容泰 大阪大学, 歯学部, 講師 (30223431)
• キーワード: ヘッジホッグ / 軟骨形成 / 肢芽 / BMP-2

研究概要

1. リコンビナントヘッジホッグ蛋白による異所性内軟骨性骨化の誘導
ソニックヘッジホッグ蛋白(Shh)のリコンビナント標品(rShh-N)が異所性内軟骨性骨化の誘導能を保持するか否かを検索するために、ヌードマウスの大腿筋筋膜下にコラーゲンゲルを担体として移植し、rShh-Niによって誘導される組織を組織学的に解析した。その結果、rShh-N単独では軟骨・骨の形成はほとんど誘導されないが、BMP-2と同時に投与すると異所性内軟骨性骨化が誘導されることが判明した。さらに、その作用はBMP-2単独と比較して強力であった。また、頭蓋骨に欠損を作成し、rShh-Nをその部位に投与することにより、硬組織欠損の修復がはかれるかどうかを検討した。異所性内軟骨性骨化の誘導と同様にrShh-N単独ではその作用は非常に弱いが、BMP-2の作用を著明に増強することが判明した。
2. ヘッジホッグによる骨・軟骨誘導機構の解明
rShh-Nは軟骨前駆細胞に直接作用し、その分化を促進すること、また、その作用はBMP-2の存在により強力に促進されることが判明した。つまり、rshh-NはBMP-2と協同して、軟骨原性および骨原性細胞の分化を促進し、異所性内軟骨性骨化の誘導を行っていることが明らかになった。ヘッジホッグファミリーであるIndian hedgehog(Ihh)もShh-Nと同様の作用を保持していた。さらに、ニワトリ発生肢芽にIhhを過剰発現させると、軟骨原基の過形成および関節部の癒合が生じた。肢芽におけるIhhの発現は軟骨細胞の出現箇所と密接に連動しており、肢芽の軟骨原基の形成にIhhが重要な役割を果たしていることが示唆された。

研究成果

• [文献書誌] Kinto,N.: "Fibroblasts expressing sonic hedgehog induce osteoblast differentiation and ectopic bone formation" FEBS Lett.404. 319-323 (1997)
• [文献書誌] Nakamura,T.: "Induction of osteogenic differentiation by hedgehog proteins." Biochem.Biophys.Res.Commun.237. 465-469 (1997)
• [文献書誌] Enomoto-Iwamoto,M.: "Bone morphogenetic protein signalling is required for maintenance of differentiated phenotype,control of proliferation and hypertrophy in chondrocytes." J.Cell Biol.140. 409-418 (1998)
• [文献書誌] 岩本容泰: "軟骨形成におけるヘッジホッグの役割" ホルモンと臨床. 46. 193-199 (1998)
• [文献書誌] Jikko,A.: "The role of hepatocyte growth factor in growth plate cartilage" J.Bone Miner.Metab.16. 170-177 (1998)
• [文献書誌] Iwamoto,M.: "Actions of hedgehog proteins on skeketal cells" Critic.Rev.Oral Biol.Med.(in press).