間葉系組織構築を制御する増殖分化因子群

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12215066
• 研究種目: 特定領域研究(C)
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 開 祐司 京都大学, 再生医科学研究所, 教授 (40144498)
• 研究分担者: 宿南 知佐 京都大学, 再生医科学研究所, 助教授 (60303905)
• キーワード: 軟骨 / 血管新生抑制因子 / chondromodulin-1 / 軟骨肉腫 / 転写制御 / 軟骨分化

研究概要

ChM-I遺伝子の軟骨分化特異的な転写制御を解析するために、ヒトChM-I遺伝子を単離した。まず、pWEX15コスミドベクターを用いてヒトgenomic libraryを構築した。次に、ヒトChM-I cDNAをプローブにしてスクリーニングを行い、2個のコスミドクローンを得た。解析の結果、ヒトChM-Iは7個のエクソンからなる約40kbにわたる遺伝子であることが明らかとなった。TATAボックスは認められなかったが、プライマーエクステンションにより、翻訳開始ATGコドンの上流130bpに存在するT残基が転写開始点であると示唆された。また、FISH法によりChM-I遺伝子座を検索した結果、13q14-21の領域にマップされることが明らかになった。次に、ChM-I遺伝子の5-flanking領域をレポーター遺伝子(ルシフェラーゼ遺伝子)に接続して、そのプロモーター活性をCOS7細胞、HeLa細胞、ATDC5細胞において検討した。その結果、転写開始点から約500bp上流までの領域に、プロモーター活性を検出した。この領域をGFPに接続してATDC5にトランスフェクトすると、未分化細胞からの軟骨分化に依存した遺伝子発現を示すことが判明した。
一方、ATDC5によるin vitro多段階軟骨分化モデルを用いた解析では、1)軟骨分化過程におけるBMPリガンドと受容体の発現パターン、2)ドミナントネガティブなBMP type IA受容体(DN-BMPR-IA)の発現によって、内因性のBMP-4シグナルを遮断すると軟骨分化が抑制されること、3)幹細胞の旺盛な自己複製能を支持するFGFとその受容体(FGFR)の軟骨分化過程における発現パターン、4)新規にクローニングしたFGFR3 isoform(acid-box欠損型FGFR3)の反応特性を明らかにした。

研究成果

• [文献書誌] C.Shukunami: "Requirement of autocrine signaling by bone morphogenetic protein-4 for chondrogenic differentiation of ATDC5 cells"FEBS Lett.. 469. 83-87 (2000)
• [文献書誌] S.Kudo: "Inhibition of chondrogenesis by parathyroid hormone in vivo during repair of full-thickness defects of articular cartilage."J.Bone Miner.Res.. 15. 253-260 (2000)
• [文献書誌] J.Guicheux: "A novel in vitro culture systemn for analysis of function of phosphate transport in endochondral ossification."Bone. 27. 69-74 (2000)
• [文献書誌] Y.Hiraki: "Chondromodulin-1 as a novel cartilage-specific growth-modulating factor."Pediatric Nephrology. 14. 602-605 (2000)
• [文献書誌] I.Yanagihara: "Genomic organization of the human chondromodulin-1 gene contaiing a promoter region which confers the expression of reporter gene in condrogenic ATDC5 Cells."J.Bone Miner.Res.. 15. 421-429 (2000)
• [文献書誌] A.Shimizu: "A novel alternative spliced FGFR3 isoform expressed during chondrogenic differentiation of ATDC5 cells has different ligand specificity from complete FGFR3."J.Biol.Chem.. (in press). (2001)