後縦靭帯骨化症解明および治療に向けた多面的研究

2006 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17209012
• 研究機関: 東海大学
• 研究代表者: 井ノ上 逸朗 東海大学, 医学部, 教授 (00192500)
• 研究分担者: 田嶋 敦 東海大学, 医学部, 助手 (10396864)
• キーワード: OPLL / 異所性骨化 / 靭帯骨化 / アソシエーション・スタディ / SNP / マイクロアレイ解析

研究概要

後縦靱帯骨化症(OPLL)のような多因子疾患では遺伝要因のみで病態を形成するわけでなく、OPLLを理解するためには多面的なアプローチが求められる。OPLLは外科疾患であるので、後縦靱帯そのものもしくは他の靭帯細胞を得ることができ、患者の組織でなにがおこっているか遺伝子レベルで調べることが可能である。OPLL患者由来靭帯細胞を得ることにより骨分化の程度、mRNA発現、実験手法による遺伝子機能解析などをおこなうことができる。今回、細胞の遺伝子発現を網羅的に検出する手法、マイクロアレイ法により包括的遺伝子発現、ひいては病態の全体像を明らかにすることを試みた。OPLL患者の後縦靱帯の非骨化組織に病変と関連する遺伝子発現変化が存在するであろうが、患者、対照から後縦靱帯を得にくいこともあり、多くは棘間靭帯を用いている。組織を細切し、遊走細胞を培養することにより、培養靭帯細胞を得ることができる。骨芽細胞誘導培地で培養もしくはBMPで刺激すると、アルカリフォスファターゼ上昇などOPLL由来靭帯細胞は対照細胞より強い骨化傾向を示す。すなわちOPLL,由来細胞にはすでに骨化傾向を示すなんらかの病態が存在していることを示す。近年、マイクロアレイを用いた網羅的遺伝子発現プロファイル解析が病態を知る手立てとして有用であることがよく知られるようになった。OPLL由来細胞において骨化誘導に伴い変化する遺伝子群を検討した。対照と比較して2倍以上の遺伝子発現差を示しかつ統計的に有意差を認めた遺伝子を選択した。OPLLで骨分化とともに顕著に発現上昇を認めた遺伝子の中で、転写因子promyelotic leukemia zinc finger(PLZF)が同定できた。
PLZFは前骨髄性白血病での転座遺伝子として同定された。今回のわれわれの研究により、PLZF発現を阻害すると骨分化を抑制できること。またPLZFは骨分化のマスター遺伝子であるCBFA1の上流に存在することを明らかにできた。PLZFのホモログであるFAZFもまたBMP-2誘導性骨代謝に関連していることも示すことができた。

研究成果

• [雑誌論文] Identification of FAZF as a novel BMP2-induced transcription factor during osteoblastic differentiation (2007)
  • 著者名/発表者名: Ikeda R, Yoshida K, Inoue I
  • 雑誌名: J Cell Biochem in press
• [雑誌論文] K-I Psthopysiological roles of endothelin in ectopic ossification of human spinal ligaments induced by mechanical stress (2006)
  • 著者名/発表者名: Iwasawa T, Iwasaki K, Sawada T, Okada A, Ueyama K, Motomura S, Harata S, Inoue I, Toh S, Furukawa
  • 雑誌名: Calcif Tissue Int 79 ページ: 422-430
• [雑誌論文] A large-scale genetic association study of ossification of the posterior longitudinal ligament of the spine. (2006)
  • 著者名/発表者名: Horikoshi T, Maeda K, Kawaguchi Y, Chiba K, Mori K, Koshizuka Y, Hirabayashi S, Sugimori K, Matsumoto M, Kawaguchi H, Takahashi M, Inoue H, Kimura T, Matsusue Y, Inoue I, Baba H, Nakamura K, Ikegawa S
  • 雑誌名: Hum Genet 119 ページ: 611-616
• [雑誌論文] The small heat shock protein alphaB-crystallin inhibits differentiation-induced caspase 3 activation and myogenic differentiation. (2006)
  • 著者名/発表者名: Ikeda R, Yoshida K, Ushiyama M, Yamaguchi T, Iwashita K, Futagawa T, Shibayama Y, Oiso S, Takeda Y, Kariyazono H, Furukawa T, Nakamura K, Akiyama S, Inoue I, Yamada K, Krischnek B
  • 雑誌名: Biol Pharm Bull 29 ページ: 815-819
• [雑誌論文] Tumor necrosis factor alpha stimulated gone-6 inhibits osteoblastic differentiation of human mesenchymal stem cells induced by OS and BMP-2. (2006)
  • 著者名/発表者名: Tsukahara S, Ikeda R, Goto S, Yoshida K, Mitsumori R, Sakamoto Y, Tajima A, Yokoyama T, Toh S, Furukawa K, Inoue I
  • 雑誌名: Biochem J 398 ページ: 595-603
• [雑誌論文] PLZF and TSG-6 identified by gene expression analysis play roles in the pathogenesis of OPLL. (2006)
  • 著者名/発表者名: Inoue I, Ikeda R, Tsukahara S
  • 雑誌名: J Pharmacol Sci 100 ページ: 205-210
• [図書] Ossification of the posterior longitudinal ligament. (2006)
  • 著者名/発表者名: Inoue I, Yonenobu K, Nakamura K, Toyama Y(eds)
  • 総ページ数: 305
  • 出版者: Springer,Tokyo