骨形成機構の総括的解析とその応用

2003 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)
• 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 / 進化

研究概要

1.間葉系幹細胞の性状の解析
昨年度、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間葉系前駆細胞株を樹立した。今年度はその性状をさらに解析し、詳細な結果を論文にまとめ現在投稿中である。
2.骨再生の分子メカニズムの解析
昨年度、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,骨再生5日目に発現が上昇する遺伝子群をcDNAチップで解析した。今年度は、その結果を基盤として興味ある遺伝子8個について詳細な解析を行った。その中で、Novに関してはノックアウトマウス及びトランスジェニックマウスを用いて骨再生における役割を解析中である。
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BMP-2遺伝子を導入した細胞の複合体を移植すると効率的に骨再生が誘導されることを明らかにした。また、GFPトランスジェニックマウスの皮膚線維芽細胞を用いた実験から、骨再生は移植細胞と宿主の細胞の両方により行われていることが明らかとなった。また、GFPトランスジェニックマウスから骨芽細胞様細胞株を樹立し、それが細胞移植後の生体内での運命を追跡するのに有用である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か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の発現が関与している可能性が考えられたので、Banded hedgehogのリコンビナントタンパクを作成し、現在その作用を解析中である。また、カエルの骨組の代謝回転は爬虫類、哺乳類に比べて非常に遅いことを骨形態計測法で明らかにした。

研究成果

• [文献書誌] Ochi K, Chen G, Ushida T, Gojo S, segawa K, Tai H, Ueno K, Ohkawa H, Mori T, Yamaguchi A, Toyama Y, Hata J, Umezawa A: "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. 194. 45-53 (2003)
• [文献書誌] Shirota T, Tashiro M, Ohno K, Yamaguchi A: "Effect of intermittent parathyroid hormone (1-34) treatment on the bone response after placement of titanium implants into the tibia of ovariectomized rats"J Oral Maxillofac Surg. 61. 471-480 (2003)
• [文献書誌] Hirata K, Tsukazaki T, Kadowaki A, Furukawa K, Shibata Y, Moriishi T, Okubo Y, Bessho K, Komori T, Mizuno A, Yamaguchi A: "Transplantation of skin fibroblasts expressing BMP-2 promotes bone repair more effectively than those expressing Runx2"BONE. 32. 502-512 (2003)
• [文献書誌] Iioka T, Furukawa K, Yamaguchi A, Shindo H, Yamashirta S, Tsukazaki T: "p300/CBP acts as a coactivator to cartilage homeoprotein-1 (Cart1), paired-like homeoprotein, through acetylation of the con served lysine residue adjacent to the homeodomain"J.Bone Miner.Res. 18. 1419-1429 (2003)
• [文献書誌] Shindo K, Kawashima N, Sakamoto K, Yamaguchi A, Umezawa A, Takagi M, Katsube K, Suda H.: "Osteogenic differentiation of the mesenchymal progenitor cells, Kusa is suppressed by Notch signaling"Exp Cell Res.. 290. 370-380 (2003)
• [文献書誌] A.Kadowaki, T.Tsukazaki, K.Hirata, Y.Shibata, Y.Okubo, K.Bessho, T.Komori, N.Yoshida, A.Yamaguchi: "Isolation and characterization of a mesenchymal cell line that differentiates into osteoblasts in response to BMP-2 from calvariae of GFP transgenic mice"BONE. (In press). (2004)