研究課題
骨細胞は、骨基質内で細胞間ネットワークを介してメカニカルストレスを感知し、様々な遺伝子やタンパクを発現して骨代謝を調節することで、骨組織内における細胞のコミュニケーションの中心的役割を果たしている。本研究は、研究代表者が検討した新規三次元骨細胞分化誘導培養法を応用して、骨細胞の分化に必須の転写因子を同定し、さらにこれらを用いた新規骨細胞分化誘導法を確立することを目的とした。最初に、MC3T3-E1細胞だけでなく、IDG-SW3細胞の培養に新規三次元骨細胞分化誘導培養法を応用することで骨細胞への分化能を検討し、IDG-SW3細胞を用いた新規三次元骨細胞分化誘導培養法を応用した培養実験の有用性を示した。次に、骨細胞特異的に標識したDmp1-GFPマウスの頭蓋冠から採取した初代培養骨細胞と骨芽細胞を用いて培養したところ、単独培養群ではわずかな石灰化を認めたが、骨細胞と骨芽細胞の共培養群では骨梁様構造を伴う著しい石灰化形成を認めた。これらのことから、骨細胞の分化において骨細胞と骨芽細胞の相互作用が関与している可能性が考えられた。さらに、骨細胞と骨芽細胞の相互作用を確認するために、骨細胞の培養上清を用いたコンディションメディウムで骨芽細胞を培養した結果、骨芽細胞の分化や石灰化が有意に促進した。次に、三次元培養を行ったところ、骨細胞単独培養群と比較して、骨細胞と骨芽細胞の共培養群では高い石灰化を示した。本研究により、骨細胞の分化において骨細胞と骨芽細胞の相互作用が関与していることが明らかとなり、骨細胞の分化に必須の転写因子を探索する新たな手掛かりが見つかった。
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