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2019 年度 実施状況報告書

β-catenin類似分子CTNNBL1の骨芽細胞分化選別機能の解析

研究課題

研究課題/領域番号 18K09111
研究機関鹿児島大学

研究代表者

河村 一郎  鹿児島大学, 医歯学域鹿児島大学病院, 助教 (90535832)

研究分担者 前田 真吾  鹿児島大学, 医歯学総合研究科, 特任准教授 (60353463)
永野 聡  鹿児島大学, 医歯学域医学系, 准教授 (50373139)
瀬戸口 啓夫  鹿児島大学, 医歯学総合研究科, 客員研究員 (40423727)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワードCTNNBL1 / 骨芽細胞分化 / 軟骨細胞分化
研究実績の概要

Catenin-beta-like 1(CTNNBL1)は細胞周期関連因子CDC5Lとの複合体形成が指摘されており、我々も免疫沈降実験にて両者の結合を確認した。CTNNBL1が、β-cateninの様にWNTシグナルと関与するのか、WNT/β-catenin経路ルシフェラーゼアッセイ(TOP/FOP flash)で確認すると、Ctnnbl1は有意にその活性を増強した。ST-2骨髄間質細胞において、Cdc5lはWnt3aによる骨芽細胞分化を抑制し、Ctnnbl1はこれをキャンセルしたが、BMP刺激の時と逆になり、解釈できていないが、おそらくWNT存在下におけるCtnnbl1の機能はCdc5lを介し、増殖、分化を相互調整している可能性が示唆された。しかしST-2細胞でCtnnbl1単独ノックダウンしたところ、骨芽細胞分化は軽度促進されたが、劇的ではなかった。一方軟骨細胞分化系においては、Ctnnbl1ノックダウンにより、ATDC5細胞におけるCol2a1発現は促進、Col10a1は抑制されたことから、Ctnnbl1は早期分化には抑制的、後期分化には促進的に機能する可能性が示唆され、軟骨分化の早期においてCtnnbl1とCdc5lはWntシグナルを介し、相互的に関与している可能性が示唆された。しかし、やはりWnt3a添加時の表現型が微弱な事から、そのWntへの役割は限定的であると判断し、CDC5Lの機能解析をまず先に進める事にした。C3H10T1/2細胞においては、Cdc5l siRNAによって腱・靭帯細胞分化マスター転写因子であるScleraxis (Scx)と、その下流のTenomodulinの発現が増えた事から、総合すると、Cdc5lは間葉系幹細胞(MSC)の分化選別スイッチとして、軟骨細胞を選別する役割が示唆された。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

CTNNBL1のWnt3a誘導分化実験系における表現型が再現性と有意性に乏しく、限定的である為に、実験を繰り返している事が主な原因である。このことから、CTNNBL1そのものの機能を追求するには無理があると判断し、その結合パートナーであるCDC5Lの機能解析をまず推し進めて、その後にCTNNBL1にfeedbackする戦略に変更した。

今後の研究の推進方策

CTNNBL1そのものの機能を追求するには無理があると判断し、その結合パートナーであるCDC5Lの機能解析をまず推し進めて、その後にCTNNBL1にfeedbackする戦略に変更した。具体的には、CDC5Lの臨床的意義を探るために、脊椎後縦靭帯骨化症(OPLL)をモデルとして、その臨床サンプルにおける発現を検討して、どの細胞種や変性部位に局在するか理解し、その上でin vitroでは、靭帯から骨(膜性骨化)・軟骨(内軟骨性骨化)分化へのスイッチとしての可能性を、gain or loss-of-function実験でさらに追求したい。

次年度使用額が生じた理由

CTNNBL1のWnt3a誘導分化実験系における表現型が再現性と有意性に乏しく、限定的である為に、実験を繰り返している事が主な原因である。その結合パートナーであるCDC5Lの機能解析をまず推し進めて、その後にCTNNBL1にfeedbackする戦略に変更した。靭帯から骨(膜性骨化)・軟骨(内軟骨性骨化)分化へのスイッチとしての可能性を、gain or loss-of-function実験を予定しており、計画的に使用可能と考えられる。2019年度の未使用額に関しては、追加購入必要試薬もあるため、2020年度に必要試薬の購入に使用予定である。

  • 研究成果

    (1件)

すべて 2019

すべて 学会発表 (1件)

  • [学会発表] 脊椎後縦靭帯骨化症原因候補遺伝子CDC5Lの機能解析2019

    • 著者名/発表者名
      城光寺豪 前田真吾 河村一郎
    • 学会等名
      第34回日本整形外科学会基礎学術集会

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公開日: 2021-01-27  

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