骨形成機構の総括的解析とその応用

2006 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 14104015
• 研究種目: 基盤研究(S)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 形態系基礎歯科学
• 研究機関: 東京医科歯科大学 (2004-2006); 長崎大学 (2002-2003)
• 研究代表者: 山口 朗 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 教授 (00142430)
• 研究分担者: 勝部 憲一 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 講師 (20233760) ; 坂本 啓 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 助手 (00302886) ; 玉村 禎宏 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 特任助手 (70431963)
• 研究期間 (年度): 2002 – 2006
• キーワード: 骨芽細胞 / Runx2 / CCN3 / Notch / 間葉系幹細胞 / カエル / 進化 / 骨再生

研究概要

本研究では3点を中心に研究を推進した。(1)骨芽細胞分化制御因子の解析、(2)間葉系幹細胞の性状の解析、(3)脊椎動物における骨格形成の変遷と機能解析。その結果以下の研究成果を得た。
(1)骨芽細胞分化制御因子の解析
1)Runx2欠損細胞株を樹立し、BMP-2はRunx2が存在しなくてもDlx5,Msx2などの転写因子を介して骨芽細胞の分化を促進することが明らかにした。2)CCN3(NOV)はBMPシグナルとNotchシグナルに作用して骨芽細胞分化を抑制することを明らかにした。3)骨芽細胞分化におけるMsx2の役割を明らかにした。
(2)間葉系幹細胞の性状の解析
1)ヒト過誤腫から間葉系幹細胞の性状を保持する細胞株を樹立し、その性状を解析した。2)ヒト骨肉腫から、骨芽細胞、軟骨細胞、脂肪細胞への分化能を保持する細胞株を樹立し、その性状を解析した。3)マウス骨髄由来で間葉系幹細胞の性状を保持するKUSA細胞を用いて、骨芽細胞の分化および神経細胞への分化におけるCCN3の役割を解析し、CCN3が骨芽細胞への分化を抑制することを明らかにした。
(3)脊椎動物における骨格形成の変遷と機能解析
1)カエルの長管骨の形成過程では軟骨内骨化の形成が著明に遅延し、その原因としてBanded Hedgehogの発現パターンが哺乳類と異なることを示した。2)アフリカツメガエルの筋肉及び軟骨細胞の培養系を確立した。3)アフリカツメガエル大腿骨の骨再生モデルを確立し、カエルの骨再生はマウスに比べて遅延していることを明らかにした。4)ウシガエルの後鰓体(カルシトニン分泌組織)を除去し、カエルの骨組織における骨吸収が亢進するかを形態学的に解析した結果、カエルの骨組織はカルシウムの貯蔵庫として重要な役割を担っていない可能性を示唆する所見を得た。
以上の研究成果により、骨形成機構を総括的に解析し、骨再生、骨粗鬆症などへの臨床応用の基盤を構築した。

研究成果

• [雑誌論文] BMP-2 promotes differentiation of osteoblasts and chondroblasts in Runx2-deficient cell lines. (2007)
  • 著者名/発表者名: Liu T, Gao Y, Sakamoto K, Minamizato T, Furukawa K, Tsukazaki T, Shibata Y, Bessho K, Komori T, Yamaguchi A
  • 雑誌名: J Cell. Physiol 211 ページ: 728-735
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] CCN3/NOV inhibits BMP-2-induced osteoblast differentiation by interacting with BMP and Notch signaling pathways. (2007)
  • 著者名/発表者名: Minamizato T, Sakamoto K, Liu T, KokubO H, Katsube K, Perbal B, Nakamura S, Yamaguchi A
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 354 ページ: 567-573
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Regulation of osteoclast differentiation and function by the CaMK/CREB pathway. (2007)
  • 著者名/発表者名: Sato K, Suematsu A, Nakashima T, Takemoto- Kimura S, Aoki K, Morishita Y, Asahara H, Ohya K, Yamaguchi A, Takai T, Kodama T, Chatila TA, Bito H, Takayanagi H
  • 雑誌名: Nat Med 12 ページ: 1410-1416
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Th17 functions as an osteoclastogenic helper T cell subset that links T cell activation and bone destruction. (2007)
  • 著者名/発表者名: Sato K, Okamoto K, Suematsu A, Yamaguchi A, Morishita Y, Kadono Y, Tanaka S, Kodama T, Akira S, Iwakura Y, Cua DJ, Takayanagi H
  • 雑誌名: J Exp Med 203 ページ: 2673-2682
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] BMP-2 promotes differentiation of osteoblasts and chondroblasts in Runx2-deficient cell lines. (2007)
  • 著者名/発表者名: Liu T, Gao Y, Sakamoto K, Minamizato T, Furukawa K, Tsukazaki T, Shibata Y, Bessho K, Komori T, Yamaguchi A
  • 雑誌名: J Cell.Physiol 211 ページ: 728-735
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] CCN3/NOV inhibits BMP-2-induced osteoblast differentiation by interacting with BMP and Notch signaling pathways. (2007)
  • 著者名/発表者名: Minamizato T, Sakamoto K, Liu T, Kokubo H, Kats be K, Per bal B, Nakamura S, Yamaguchi A
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 354 ページ: 567-573
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Regulation of osteoclast differentiation and function by the CaMK/CREB pathway. (2007)
  • 著者名/発表者名: Sato K, Suematsu A, Nakashima T, Takemoto-Kimura S, Aoki K, Morishita Y, Asahara H, Ohya K, Yamaguchi A, Takai T, Kodama T, Chatila TA, Bito H, Takayanagi H
  • 雑誌名: Nat Med 12 ページ: 1410-1416
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Modulation of mouse RANKL gene expression by Runx2 and PKA pathway. (2006)
  • 著者名/発表者名: Mori K, Kitazawa R, Kondo T, Maeda S, Yamaguchi A, Kitazawa S
  • 雑誌名: J Cell Biochem 98 ページ: 1629-1644
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Modulation of mouse RANKL gene expression by Runx2 and PKA pathway. (2006)
  • 著者名/発表者名: Mori K, Kitazawa T, Kondo T, Maeda S, Yamaguchi A, Kitazawa S
  • 雑誌名: J Cell Biochem. 98 ページ: 1629-1644
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] CCAAT/enhancer binding protein β isoform, LIP, regulates commitment of osteoblasts and adipocytes. (2005)
  • 著者名/発表者名: Hata K, Nishimura R, Ueda M, Ikeda F, Matsubara T, Ichida F, Hisada K, Nokubi T, Yamaguchi A, Yoneda T
  • 雑誌名: Mol Cell Biol. 25 ページ: 1971-1979
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Expression profile of Xenopus banded hedgehog, a homolog of mouse Indian hedgehog, is related to the late development of endochondral ossification in Xenopus laevis. (2005)
  • 著者名/発表者名: Moriishi T, Shibata Y, Tsukazaki T, Yamaguchi A
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 328 ページ: 867-873
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Distinct roles of EGF repeats for the Notch signaling system. (2005)
  • 著者名/発表者名: Sakamoto K, Wang SC, Katsube K, Yamaguchi A
  • 雑誌名: Exp Cell Res 302 ページ: 281-291
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Critical regulation of BMP-induced osteoblastic differentiation by Deltal/Jaggedl-activated Notchl signaling. (2005)
  • 著者名/発表者名: Nobta M, Tsukazaki T, Shibata Y, Chang X, Moriishi T, Sakano S, Shindo H, Yamaguchi A
  • 雑誌名: J Biol Chem 280 ページ: 15842-15848
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Critical regulation of BMP-induced osteoblastic differentiation by Delta1/Jagged1-activated Notch1 signaling. (2005)
  • 著者名/発表者名: Nobuta M, Tsukazaki T, Shibata Y, Chang X, Moriishi T, Sakano S, Shindo H, Yamaguchi A
  • 雑誌名: J Biol Chem 280 ページ: 15842-15848
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Establishment of a clonal human mesenchymal cell line that retains multilineage differentiation capacity from a spinal hamartoma. (2004)
  • 著者名/発表者名: Doiguchi Y, Tsukazaki T, Tomonag T, Nobuta M, Fujita S, Hayashi T, Nagai K, Matsumoto T, Shindo H, Yamaguchi A
  • 雑誌名: Cell Tissue Res 317 ページ: 237-246
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Reciprocal roles of Msx2 in regulation of osteoblast and adipocyte differentiation. (2004)
  • 著者名/発表者名: Ichida F, Nishimura R, Hata K, Matsubara T, Ikeda F, Hisada K, Yatani H, Cao X, Komori T, Yamaguchi A, Yoneda T
  • 雑誌名: J Biol Chem 279 ページ: 34015-34022
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Isolation and characterization of a mesenchymal cell line that differentiates into osteoblasts in response to BMP-2 from calvariae of GFP transgenic mice. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kadowaki A, Tsukazaki T, Hirata K, Shibata Y, Okubo Y, Bessho K, Komori T, Yoshida N, Yamaguchi A
  • 雑誌名: BONE 34 ページ: 993-1003
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Role of a new member of IGFBP superfamily, IGFBP-rP10, in proliferation and differentiation of osteoblastic cells. (2004)
  • 著者名/発表者名: Shibata Y, Tsukazaki T, Hirata K, Cheng X, Yamaguchi A
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 325 ページ: 1194-1200
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Establishment of a clonal human mesenchymal cell line that retains multilineage differentiation capacity from a spinal hamartoma. (2004)
  • 著者名/発表者名: Doiguchi Y, Tsukazaki T, Tomonaga T, Nobuta M, Fujita S, Hayashi T, Nagai K, Matsumoto T, Shindo H, Yamaguchi A
  • 雑誌名: Cell Tissue Res 317 ページ: 237-246
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Isolation and characterization of a mesenchymal cell line that differentiates into osteoblasts in response to BMP-2 from calvariae GFP transgenic mice. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kadowaki A, Tsukazaki T, Yoshida N, Yamaguchi A
  • 雑誌名: BONE 34 ページ: 993-1003
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Transplantation of skin fibroblasts expressing BMP-2 promotes bone repair more effectively than those expressing Runx2. (2003)
  • 著者名/発表者名: Hirata K, Tsukazaki T, Kadowaki A, Furukawa K, Shibata Y, Moriishi T, Okubo Y, Bessho K, Komori T, Mizuno A, Yamaguchi A
  • 雑誌名: Bone 32 ページ: 502-512
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より