軟骨芽細胞と骨芽細胞の分化に伴う細胞間及び細胞-基質間接着分子の動態に関する研究

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09671844
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 笹野 泰之 東北大学, 歯学部, 助手 (30196191)
• キーワード: 骨形成 / 軟骨形成 / 細胞外基質 / 分化 / ラット / フィブロネクチン / テネイシン / I型コラーゲン

研究概要

胎生期において、軟骨芽細胞と骨芽細胞は共通の幹細胞である間葉細胞から分化する。しかし、間葉細胞を軟骨芽系と骨芽系の分化方向に振り分ける要因は未だ不明である。本研究計画はラット胎児の下顎を材料として、間葉細胞の集合に伴って形成される細胞間及び細胞-基質間における接着やギャップ結合等の細胞間結合の動態を検索し、これらの因子が軟骨芽細胞と骨芽細胞への分化にどのように関与するのかについて検討することを目的としている。
平成9年度は胎生12、13、14、15、16、17、18及び19日齢のWistar系ラット胎児の下顎を観察の対象として、主として骨形成過程に伴う細胞外基質タンパクの分布を免疫組織学的に検索した。胎児を固定後パラフィンに包理し、連続切片を作り隣接の切片にI型コラーゲン、フィブロネクチン、テネイシン及びオステオカルシンに対する抗体を用いた免疫染色を施した。また、他の隣接切片にアルシアン・ブルー染色とvon kossa染色を行い、プロテオグリカンの動態と石灰化の程度を検討した。
胎生14日の胎児においては、将来の骨形成領域に相当する部位に間葉細胞の集合が見られたが、骨の基質は形成されていなかった。細胞集合の領域にはフィブロネクチンとテネイシンが局在していた。胎生15日においては骨の未熟な基質が見られ、I型コラーゲンとプロテオグリカンの存在が認められた。また、胎生16日では基質が石灰化を示し、17日ではオステオカルシンの免疫反応が見られた。以上のように骨芽細胞の分化過程において、細胞外基質の構成が動的に変化することが示唆された。現在、オステオカルシンや骨シアロタンパク質等、骨特異タンパクに対するRNAプローブを準備中であり、平成10年度はin situ hybridizationを利用して骨芽細胞の分化状態を骨特異タンパクの遺伝子発現で評価し、細胞外基質の動態との関連を明らかにしたいと考えている。

研究成果

• [文献書誌] Y.Sasano et al.: "BMPs induce endochondral ossification in rats when implanted ectopically whithin a carrier mage of fibrous glass membrane." Anat Rec. 247. 472-478 (1997)
• [文献書誌] Y.Sasano et al.: "The X collagen is noto localized in hypertrophic or calcified cartilage in a developing rat trachea." Anat Embryol. (in press). (1997)
• [文献書誌] M.Katayama, Y.Sasano et al.: "Confocal microscopy of cementocytes and their lacunae and canaliculi in rat molars." Anat Embryol. 195. 491-496 (1997)
• [文献書誌] S.Kamakura, Y.Sasano et al.: "Multinucleated giant cells recruited by implantation of octacalciumphosphate (OCP) in rat bone marrow share ultrastructural characteristics whith osteoclasts." J Electron Microsc. 46(5). 397-403 (1997)
• [文献書誌] Y.Chai, Y.Sasano et al.: "Characterization of the fate of midline epithelial cells during the fusion of mandibular prominences in vivo." Dev Dynam. 208. 526-535 (1997)
• [文献書誌] 畠山雄次, 笹野泰之他: "ラット有細胞セメント質の成長過程に関する免疫組織化学的研究。" 歯科基礎医学会雑誌. 40. 22-35 (1998)