Runx2による骨におけるI型コラーゲン遺伝子発現制御機構の解明

2019 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 18K19654
• 研究機関: 長崎大学
• 研究代表者: 小守 壽文 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 教授 (00252677)
• 研究期間 (年度): 2018-06-29 – 2020-03-31
• キーワード: Runx2 / I型コラーゲン / 骨芽細胞

研究実績の概要

I型コラーゲンは、骨の有機基質の90%以上を占める主要なタンパク質であり、２本のα1鎖と１本のα2鎖が３重コイルをつくる。α1鎖はCol1a1遺伝子、α2鎖はCol1a2遺伝子によってコードされている。Col1a1遺伝子では、転写開始点上流2.3 kbが骨芽細胞でのCol1a1遺伝子の発現制御領域であることが明らかにされている。しかし、Col1a1遺伝子発現がどのように制御されているかは、明らかになっていない。我々は、GFPとCreの融合タンパク質を発現する、2.3 kb Col1a1 プロモーターGFP-Creトランスジェニックマウスを独自に作製した。このマウスでは、骨芽細胞特異的にGFP-Creを発現していた。このトランスジェニックマウスをRunx2fl/flマウスと交配し、骨芽細胞特異的にRunx2を欠失させたRunx2fl/flCreマウスを作製した。このマウスでは、マイクロCT解析で、野生型マウスと比較し骨量の低下が観察された。また、リアルタイムRT-PCRおよびインサイチュウハイブリダイゼーションで、野生型マウスと比較しCol1a1 mRNAの減少が認められた。したがって、Runx2がCol1a1遺伝子の発現制御に関与していると考えられた。Col1a1遺伝子発現制御機構を解明するために、Col1a1 遺伝子の上流DNAをクローニング、ルシフェラーゼレポーターベクターに挿入した。Runx2は、このレポーターベクターの活性を増強した。さらに、このDNAを順次欠失させたレポーターベクターを作成、Runx2による発現増強に必要な領域を特定した。さらに、その領域の中の塩基配列に種々の変異を導入して、レポーターベクターの活性が、Runx2によって増強されるか検討した。変異導入によって、Runx2による転写の増強が見られなくなる塩基配列があり、この塩基配列がRunx2による転写活性化に必要と考えられた。

研究成果

• [雑誌論文] Osteocalcin is necessary for the alignment of apatite crystallites, but not glucose metabolism, testosterone synthesis, or muscle mass. (2020)
  • 著者名/発表者名: Moriichi T, Ozasa R, Ishimoto T, Nakano T, Hasegawa T, Wenguang L, Fukuyama R, Yuying W, Komori H, Qin X, Amizuka N, Komori T
  • 雑誌名: PLOS Genet 巻: - ページ: -
  • 査読あり
• [雑誌論文] Expression of a constitutively active form of Hack in chondrocytes Int and hedgehog signaling pathways, and induces chondrocyte proliferation in mice. (2020)
  • 著者名/発表者名: Kawata-Matsura V, Yoshida CA, Komori H, Sakane C, Yamana K, Jiang Q, Komori T
  • 雑誌名: Int J Mol Sci. 巻: 21 ページ: 2682
  • 査読あり
• [雑誌論文] Antxrl, which is a target of Runx2, regulates chondrocyte proliferation and apoptosis. (2020)
  • 著者名/発表者名: Jiang Q, Qin X, Yoshida CA, Komori H, Yamana K, Oba S, Hojo H, Croix BS, Kawata-Matsuura V, Komori T
  • 雑誌名: Int J Mol Sci 巻: 21 ページ: 2425
  • 査読あり
• [雑誌論文] Regulation of Proliferation, Differentiation and Functions of Osteoblasts by Runx2 (2019)
  • 著者名/発表者名: Komori Toshihisa
  • 雑誌名: International Journal of Molecular Sciences 巻: 20 ページ: 1694～1694
  • DOI: 10.3390/ijms20071694
  • 査読あり
• [雑誌論文] Parathyroid Hormone Shifts Cell Fate of a Leptin Receptor-Marked Stromal Population from Adipogenic to Osteoblastic Lineage. (2019)
  • 著者名/発表者名: Yang M, Arai A, Udagawa N, Zhao L, Nishida D, Murakami K, Hiraga T, Takao-Kawabata R, Matsuo K, Komori T, Kobayashi Y, Takahashi N, Isogai Y, Ishizuya T, Yamaguchi A, Mizoguchi T
  • 雑誌名: J Bone Miner Res 巻: 34(10) ページ: 1952-1963
  • 査読あり
• [雑誌論文] Runx2 regulates cranial suture closure by inducing hedgehog, Fgf, Int, and Pthlh signaling pathway gene expression in suture mesenchymal cells. (2019)
  • 著者名/発表者名: Qin X, Jiang Q, Miyazaki T, Komori T
  • 雑誌名: Hum Mol Genet 巻: 28(6) ページ: 896-911
  • 査読あり
• [雑誌論文] Constitutive activation of the alternative NF-K B pathway disturbs endochondral ossification. (2019)
  • 著者名/発表者名: Nakatomi C, Nakatomi M, Matsubara T, Doi-Inoue T, Ishimaru N, Weih F, Iwamoto T, Masuda M,Kokabu S, Jimi E
  • 雑誌名: Bone 巻: 121 ページ: 29-41
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sphenoid bone hypoplasia is a skeletal phenotype of cleidocranial dysplasia in a mouse model and patients. (2019)
  • 著者名/発表者名: Mitoma K, Matsunaga S, Kitamura T, Saito A, Komori T, Muramatsu T, Yamaguchi A
  • 雑誌名: Bone 巻: 120 ページ: 176-186
  • 査読あり
• [学会発表] What is a real function of osteocalcin? (2019)
  • 著者名/発表者名: Komori T
  • 学会等名: 2019 International Symposium, Tokyo Dental college Research Branding
  • 国際学会
• [学会発表] Osteocalcin is required for the alignment of biological apatite crystallites but not for the regulation of bone quantity, glucose metabolism, testosterone synthesis, and muscle mass. (2019)
  • 著者名/発表者名: Komori T
  • 学会等名: The 22nd International RUNX Conference
  • 国際学会
• [学会発表] Osteolcin is required for the alignment of biological apatite crystallites but not for the regulation of bone formation, glucose metabolism testosterone synthesis, and muscle mass. (2019)
  • 著者名/発表者名: Komori T, Ozasa R, Ishimoto T, nakano T, Moriishi T
  • 学会等名: ECTS 2019
  • 国際学会
• [学会発表] 特別講演「Runx2による骨格形成制御機構」 (2019)
  • 著者名/発表者名: 小守壽文
  • 学会等名: 第124回日本解剖学会全国学術集会
• [学会発表] Runx2 と歩んだ骨代謝研究。 (2019)
  • 著者名/発表者名: 小守壽文
  • 学会等名: 第37回日本骨代謝学会学術集会
• [学会発表] 象牙質形成におけるゴルジ体キナーゼFam20Cの役割。 (2019)
  • 著者名/発表者名: 廣瀬勝俊、宇佐美悠、大家香織、小守壽文、豊澤悟
  • 学会等名: 第37回日本骨代謝学会学術集会