骨形成・再生における細胞とコラーゲンマトリックスの相互作用の役割

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14370598
• 研究機関: 神奈川歯科大学
• 研究代表者: 畑 隆一郎 神奈川歯科大学, 歯学部, 教授 (10014276)
• 研究分担者: 居作 和人 神奈川歯科大学, 歯学部, 助手 (90257296) ; 加藤 靖正 神奈川歯科大学, 歯学部, 講師 (50214408) ; 古江 美保 神奈川歯科大学, 歯学部, 講師 (80257310)
• キーワード: コラーゲン / 骨芽細胞分化 / 活性持続型ビタミンC / 活性型ビタミンD_3 / ヒト骨芽細胞 / MG63細胞

研究概要

骨の有機物の90%を占めるコラーゲンは骨の骨格として必須であるばかりでなく、骨を形成する骨芽細胞の分化にも重要であることがマウスの骨芽細胞系により明らかにされてきた。本研究ではヒトの骨形成の制御機構を明らかにするためにヒト骨芽細胞様細胞(MG63細胞)を用いてコラーゲンによる骨芽細胞機能制御について検討した。
1.活性持続型ビタミンC(Asc2-P)を用いた研究からコラーゲンがMG63細胞の増殖と分化に必須であること報告したが(平成14年度報告書)、ヒト骨芽細胞が合成するIII型コラーゲンが骨芽細胞の初期分化に重要であることを明らかにした。
2.活性型ビタミンD_3によって、細胞のI型コラーゲン合成活性と共にALP活性も促進されるが、ヒト骨芽細胞において転写因子Cbfa1/rux2および新規転写因子Osterixが発現しており、活性型ビタミンD_3はこれらの転写因子の発現も促進することが明らかになった。以上のことから、ヒト骨芽細胞において活性型ビタミンD_3はこれらの転写因子の発現促進を介してコラーゲンの発現を促進し、さらにコラーゲン接着シグナルはビタミン、ホルモンの作用と共同してヒト骨芽細胞の分化を制御していることがしめされた。現在その分子機構を明らかにするために、恒温振盪培養器を用いて各種レポーター遺伝子コンストラクトを作成し、マイクロプレート用ルミノメーターを用いてI型コラーゲン遺伝子の発現制御機構を解析中である。

研究成果

• [文献書誌] Izukuri K.et al.: "Development of cDNA microarray for analysis of gene expression profiles during the differentiation process in the craniomandibular system and for molecular diagnosis of craniomandibular disorders."Bull.Kanagawa Dent.Col.. 30(2). 137-140 (2002)
• [文献書誌] Maehata Y., et al.: "Vitamin D regulates human osteoblast differentiation by stimulating type I collagen synthesis"Bull.Kanagawa Dent.Col.. 31. 77-80 (2003)
• [文献書誌] Kato Y., et al.: "Genetic Disruption of SPARC decreases in ERCCI expression and induces Skin Papilloma Formation"Bull.Kanagawa Dent.Col.31. 31. 71-73 (2003)
• [文献書誌] Takamizawa S., et al.: "Effects of ascorbic acid and ascorbic acid 2-phosphate, a long-acting vitamin C derivative, on the proliferation and differentiation of human osteoblast-like cells"Cell Biol.Int.. (in press). (2004)
• [文献書誌] Schwarze U.Hata R., et al.: "Rare autosomal recessive cardiac valvular form of Ehlers-Danlos syndrome results from mutations in the COL1A2 gene that activate the nonsense mediated RNA decay pathway"Amer.J.of Hum.Genet.. (in press). (2004)