肥大軟骨細胞由来の成長因子CTGF/Hcs24の内軟骨性骨化における役割〜器官培養系及びin vivoでの解析〜

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14771021
• 研究機関: 岡山大学
• 研究代表者: 西田 崇 岡山大学, 大学院・医歯学総合研究科, 助手 (30322233)
• キーワード: 結合組織成長因子(CTGF) / 軟骨細胞 / 内軟骨性骨化 / 骨髄間質細胞 / 軟骨細胞分化 / 器官培養系 / マウス尾椎

研究概要

(1)内軟骨性骨化におけるCTGFの局在と軟骨から骨への置換機序との関連を解明するため、出生直後のマウス尾椎を組織学的に検討した。出生直後のマウス尾椎は遠心部では内軟骨性骨化が見られず、近心部にかけて内軟骨性骨化が進行して、同一視野で異なったステージの軟骨細胞分化が観察できる特徴がある。このモデルを用いてCTGFの免疫染色を行うと、CTGFは軟骨細胞が凝集する初期のステージから局在し、最も強く成熟軟骨細胞層から肥大軟骨細胞層に局在した。
(2)マウス尾椎の結果からCTGFが比較的初期の軟骨細胞分化に関与していることが示唆されたので、成長発育におけるCTGFの局在を胎性16.5日胚マウスの組織切片で調べた。その結果、アルシアンブルーで陽性像を示す椎体部でCTGFの陽性像が見られ、またアルシアンブルーで十分に陽性像を示さない未分化間葉系細胞の凝集部分においてもCTGFが局在することを明らかにした。
(3)この未分化間葉系細胞に対するCTGFの機能を調べるために、6週齢マウスの骨髄から骨髄間質細胞を分離・培養し、その培養系に組換えCTGFタンパク質(rCTGF)を添加して軟骨細胞に分化するかどうかを調べた。その結果、rCTGF添加によって骨髄間質細胞はトルイジンブルーでメタクロマジーを示し、CTGFによって軟骨細胞分化が促進されたことを明らかにした。
(4)生後5週齢のウサギ肋軟骨の器官培養系を確立した。この系にrCTGFを添加して6日間培養すると、rCTGF添加群ではPBSを添加した対照群と比較して成長板全体の長さが増加し、組織学的にも対照群と比較して正常な軟骨細胞の分化形態が確認できた。
これらの結果からCTGFは内軟骨性骨化全般を促進する多機能性因子であることをin vitroの系だけでなく、器官培養系を用いた系においても明らかにした。さらに、興味深いことに、CTGFは未分化間葉系細胞を軟骨細胞に分化させる作用があることも明らかにした。

研究成果

• [文献書誌] Nakata, E.: "Expression of connective tissue growth factor/hypertrophic chondorocyte-specific gene product 24(CTGF/Hcs24)during fracture healing"Bone. 31. 441-447 (2002)
• [文献書誌] Yosimichi, G.: "CTGF/Hcs24 interacts with the cytoskeletal protein actin in chondrocytes"Biochem.Biophys.Res.Commun.. 299. 755-761 (2002)
• [文献書誌] Nawachi, K.: "Tyrosine kinase-type receptor ErbB4 in chondrocytes : interaction with connective tissue growth factor and distribution in cartilage"FEBS Lett.. 528. 109-113 (2002)
• [文献書誌] Moritani, N.H.: "Suppressive effect of overexpressed connective tissue glowth factor on tumor cell growth in a human oral squamous cell carcinoma-derived cell line"Cancer Lett.. (印刷中). (2002)
• [文献書誌] Nishida, T.: "CTGF/Hcs24, hypertrophic chondrocyte-specific gene product, interacts with perlecan in regulating the proliferation and differentiation of chondrocytes"J.Cell.Physiol.. (印刷中). (2002)
• [文献書誌] Inoue, T.: "Hepatocyte growth factor counteracts transforming growth factor-beta1, through attenuation of connective tissue growth factor induction, and prevents renal fibrogenesis in 5/6 nehrectomized mice"FASEB J.. 17. 268-270 (2003)