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マウス間葉系幹細胞KUSA-Al(Al)のデコリン発現をノックダウンした細胞株(siDT)を研究初年度に樹立することに成功した。siDTは、in vitroで骨分化誘導すると、ALPは上昇せず、骨芽細胞ではなく脂肪細胞へと分化する特性を備える細胞である。研究2年度目は、生体内での骨分化過程におけるデコリンの機能の解明を目的に、2種類のsiDT移植実験を行った。siDTはディフュージョンチャンバーに充填してマウス腹腔内に、あるいは、単独またはコラーゲンゲルとともにマウス皮下に移植して異所性骨化を試み、一定期間経過後に取り出して骨形成程度を評価した。1) チャンバー移植実験では対照細胞であるAlのALP活性は実験経過とともに上昇し、細胞間にはCaが沈着したが、siDTではALPやCa量は増加せず低値を維持した。また、siDTは細胞質にオスミウムで黒染される脂肪滴を有する細胞(脂肪細胞)に分化していた。2) 皮下移植実験ではsiDTのみを皮下移植したものは、わずかに結合組織様構造を形成し周囲を脂肪が取り囲んでいた。同構造はAlが形成した組織と比較して断面積が極めて小さく、ALP活性や骨分化マーカーであるオステオポンチン(OP)の産生レベルも低かった。組織学的解析結果と総合して骨分化は起きていないと判断した。コラーゲンゲルとともにAlを移植すると、大型でALPおよびTRAP(破骨細胞マーカー)活性がともに高い骨組織像を観察したが、siDTをコラーゲンゲルと移植しても、形成される組織は小型でALPやTRAP、OPの活性が低く、Caの沈着もほとんどなかった。以上の結果は、デコリンが間葉系幹細胞の骨分化への方向付け因子であり、コラーゲンとともに移植することで骨分化が増強されることを強く示唆する。
これまでの成績を総合すると、デコリン糖鎖が間葉系幹細胞(MSC)の細胞系譜の決定を制御している可能性が極めて高い。今後はMSCの骨分化に関わるデコリン糖鎖種を同定し、その機能の詳細な解析を行う予定である。
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