頭蓋顔面領域の硬組織形成に関わる多能性幹細胞系譜の解析

2018 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15K11027
• 研究機関: 鶴見大学
• 研究代表者: 中島 和久 鶴見大学, 歯学部, 講師 (90252692)
• 研究分担者: 二藤 彰 鶴見大学, 歯学部, 教授 (00240747) ; 出野 尚 鶴見大学, 歯学部, 助教 (40435699)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 骨芽細胞

研究実績の概要

頭蓋顔面領域の硬組織形成とその維持では転写因子Runx2とRunx2の下流で作用する転写因子Osx/Sp７が必要である。硬組織形成を担当する細胞の表現型を最終的に決定する転写因子は明らかとなりつつあるものの、その細胞系譜の多くは不明である。マウスにおいてOsx遺伝子を神経堤細胞にて破壊すると頭蓋顔面領域前部の膜性骨と歯槽骨の形成が抑制されるが、頭頂部と後頭部の膜性骨形成は抑制を受けない。一方、神経堤細胞と間葉系凝集にて破壊すると頭蓋顔面領域前部、頭頂部と後頭部の骨の形成は抑制を受ける。従って、初期発生において頭蓋顔面骨はいくつかの前駆細胞集団に由来すると考えられる。

マウス発生段階における骨形成と神経組織、グリア細胞の分布の変化を検討している。マウスでは胎生12.5日で骨格の原基が形成されて、その２日後には骨形成が明らかになる。この時、長管骨では肥大化軟骨細胞の細胞外基質の分解がおこり、この分解した基質中に侵入して周囲の間葉組織から骨芽細胞が分化する。Osx欠損マウスではこの侵入した間葉組織から骨芽細胞の分化がみられないことから、一次骨化中心形成開始時の侵入細胞の解析を行う良いモデルとなる。野生型マウスとOsx欠損マウスの一次骨化中心への神経線維と血管内皮細胞の分布の変化を血管内皮細胞の局在と比較しながら免疫組織学的手法で検討した。野生型マウスとOsx欠損マウスでは血管内皮細胞の侵入は認められるが、Osx欠損マウスでは石灰化中心周囲に集積するものの、中心部への進行は遅延した。神経繊維の侵入の変化は観察が難しく、明確な結論に至ることが困難であった。

研究進行の過程で、間葉系細胞と血球系細胞に遺伝子導入すると、血球系細胞からの破骨細胞の形成が特異的に抑制されることを見出し、2018年度分子生物学会で発表した。

研究成果

• [雑誌論文] SIRT7 has a critical role in bone formation by regulating lysine acylation of SP7/Osterix (2018)
  • 著者名/発表者名: M. Fukuda, T. Yoshizawa, MF. Karim, SU. Sobuz, W. Korogi, D. Kobayasi, H. Okanishi, M. Tasaki, K. Ono, T. Sawa, Y. Sato, M. Chirifu, T. Masuda, T. Nakamura, H. Tanoue, K. Nakashima, Y. Kobashigawa, H. Morioka, Eva Bober S. Ohtsuki, T. Yamagata, Y. Ando, Y. Oike, N. Araki, S. Takeda, H. Mizuta, K. Yamagata
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 9 ページ: 1～14
  • DOI: 10.1038/s41467-018-05187-4
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] タンパク質の過剰発現は破骨細胞前駆細胞の融合を抑制する (2018)
  • 著者名/発表者名: 中島和久、小松浩一郎、出野 尚、山下照仁、宇田川信之、二藤 彰
  • 学会等名: 第41回日本分子生物学会年会
• [学会発表] ヒストンメチル化酵素G9aによる骨芽細胞分化におけるRunx2の転写活性化能の制御 (2018)
  • 著者名/発表者名: 出野 尚、小松浩一郎、中島和久、新井嘉則、立花 誠、木村 宏、二藤 彰
  • 学会等名: 第41回日本分子生物学会年会
• [学会発表] ヒストンメチル化酵素 G9a の破骨細胞分化制御への関与 (2018)
  • 著者名/発表者名: 小松浩一郎，出野 尚，中島和久，山下照仁，宇田川信之，二藤 彰
  • 学会等名: 第60回歯科基礎医学会学術大会