骨形成機構の総括的解析とその応用

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14104015
• 研究機関: 長崎大学
• 研究代表者: 山口 朗 長崎大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 教授 (00142430)
• 研究分担者: 柴田 恭明 長崎大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 助手 (80253673) ; 藤田 修一 長崎大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 助手 (00181355) ; 塚崎 智雄 長崎大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 助教授 (50315230) ; 進藤 裕幸 長崎大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 教授 (30107677) ; 原 宜興 長崎大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 教授 (60159100)
• キーワード: 骨芽細胞 / 骨形成 / 再生 / 再生療法 / 細胞分化 / 軟骨内骨化 / 両生類

研究概要

今年度は次の実験を行い,以下のことを明らかにした。
1.間葉系幹細胞の性状の解析
ヒト過誤腫から骨芽細胞,軟骨細胞,脂肪細胞,筋肉への分化能を保持する細胞を分離しSV40 Tantigenの導入により,不死化細胞株を樹立した。この細胞株をスキッドマウスに移植して,In vivoにおける分化能をし,これらの細胞がin vivoでも骨芽細胞,軟骨へ分化することを明らかにした。
2.骨再生の分子メカニズムの解析
マウス正常大腿骨骨幹部に直径2.2mmの円形骨欠損を作製し,その修復過程を解析した結果,3-4日目に間葉系幹細胞が出現すると考えられた,そのため,現在,骨欠前と骨欠損作製5日目の間で発現量が変動している遺伝子をcDNAチップで解析した。その結果を基盤として,骨再生5日目で発現が上昇する遺伝子40を選択し,骨再生過程における各遺伝子の発現パターンをin situハイブリダイゼーション法で解析し,興味ある遺伝子8個に絞り,詳細な解析を進めている。
3.骨再生療法の開発
マウス頭頂骨に円形骨欠損を作製し,同部に担体と細胞の複合体を移植し,骨再生に及す効果を解析した。その結果,アデノウイルを用いてBMP-2を過剰発現させた皮膚線維芽細胞を移植すると骨再生が促進されるが,Cbfa1を過剰発現した線維芽細胞の移植では骨再生が誘導されないことを明らかにした。
4.カエル骨格形成の解析
カエルの長管骨形成過程では,哺乳類,爬虫類に比べて,軟骨内骨化の形成が著明に遅延している事を示す形態学的なデータをさらに蓄積した。また,この現象にはカエルの軟骨層におけるBanded hedgehogの発現が軟骨・骨髄境界部より離れている部位で観られることと関連している可能性を示唆する結果をin situ hybridization法で得た。

研究成果

• [文献書誌] Hirata K, Tsukazaki T, Yamaguchi A, et al.: "Transplantation of skin fibroblasts expressing BMP-2 promotes bone repair more effectively than those expressing Runx2"BONE. (in press). (2003)
• [文献書誌] Ochi K, Chen G, Yamaguchi A, Umezawa A, et al.: "Use of mature osteoblasts in abundance act as desired -shaped bone regeneration in combination with a modified poly DL-Lactic-co-glycolic acid (PLGA)-collagen sponge"J. Cell. Physiol.. (in press). (2003)
• [文献書誌] Yuasa T, Kataoka H, Kinto N, Shibata Y, Yamaguchi A, et al.: "Sonic hedgehog is involved in osteoblast differentiation by cooperating with BMP-2"J. Cell. Physiol.. 193. 225-232 (2002)
• [文献書誌] Furukawa K, Yamaguchi A, Tsukazaki T, et al.: "Functional domains of paired-like homeoprotein Cart1 and the relationship between dimerization and transcription activity"Genes Cells. 11. 1135-1147 (2002)
• [文献書誌] Shibata Y, Yamaguchi A, Koji T, et al.: "Inhibition apoptosis and possible involvement of Fas/Fas ligand to avoid apoptosis of minor salivary gland in Sjogren's syndrome"Hum. Cell. 15. 52-60 (2002)
• [文献書誌] Merida LM, Yamaguchi A, Kawai S, et al.: "Effects of vitamin D analog, 22-oxa-1,25 dihydroxyvitamin D3, on bone reconstruction by vascularized bone allograft"BONE. 30. 422-427 (2002)