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2020 年度 実績報告書

骨発生・骨修復におけるエピゲノムダイナミクスの比較解析と骨再生への応用

研究課題

研究課題/領域番号 20H03885
研究機関東京大学

研究代表者

北條 宏徳  東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 准教授 (80788422)

研究分担者 大庭 伸介  長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 教授 (20466733)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
キーワード骨再生 / 細胞系譜実験
研究実績の概要

2020年度は、骨修復に寄与する骨格系体性幹細胞の同定と骨芽細胞分化機構の可視化を検討した。まず、マウス頭蓋骨骨欠損モデルの最適化を行った。本モデルは骨欠損の大きさに応じて骨修復の度合いが異なることが知られている。モデルの再現性(毎回同じ大きさの欠損を作製できるか)と骨修復スピード(骨欠損8週間以内に修復するか)を指標に、骨欠損サイズを最適化した。
次に骨発生過程における体性幹細胞集団を特徴づける遺伝子として知られているGli1とSox9に着目して、それぞれの細胞集団の骨修復時のlineage tracingを比較検証することで、骨修復に対する寄与を検討した。具体的には、Gli1-CreERマウスもしくはSox9-CreERマウスを、Cre依存的に蛍光タンパク質Tomatoを発現するtdTomatoマウスと交配し、そのコンパウンドマウス(Gli1-CreER;tdTomato, Sox9-CreER;Tdtomato)を作出した。
次に、準備したコンパウンドマウスにおいて、最適化したサイズの骨欠損を作製し、タモキシフェン投与により標識した骨格系体性幹細胞の骨修復に対する寄与を検討した。骨欠損作製後、1週、2週、4週経過後に組織を回収し脱灰した後、組織切片を作成し骨修復部におけるTdtomato陽性細胞を観察した。免疫組織学的解析により、標識したtdTomatoと骨芽細胞分化マーカーRunx2およびSp7/Osterixとの共染色を行い、骨修復部位に存在する骨芽細胞に対して、体性幹細胞由来細胞の寄与を検討した。その結果、Gli1標識細胞よりもSox9標識細胞の方が骨修復に寄与することが明らかになった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

骨修復モデルの最適化と細胞系譜実験解析により、骨修復を研究する基盤が確立した。

今後の研究の推進方策

これまでの研究で最適化した骨修復モデルを用いて、当初の予定通り一細胞解析を進める。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2020

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Understanding paraxial mesoderm development and sclerotome specification for skeletal repair2020

    • 著者名/発表者名
      Tani Shoichiro、Chung Ung-il、Ohba Shinsuke、Hojo Hironori
    • 雑誌名

      Experimental & Molecular Medicine

      巻: 52 ページ: 1166~1177

    • DOI

      10.1038/s12276-020-0482-1

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hedgehog Activation Regulates Human Osteoblastogenesis2020

    • 著者名/発表者名
      Onodera Shoko、Saito Akiko、Hojo Hironori、Nakamura Takashi、Zujur Denise、Watanabe Katsuhito、Morita Nana、Hasegawa Daigo、Masaki Hideki、Nakauchi Hiromitsu、Nomura Takeshi、Shibahara Takahiko、Yamaguchi Akira、Chung Ung-il、Azuma Toshifumi、Ohba Shinsuke
    • 雑誌名

      Stem Cell Reports

      巻: 15 ページ: 125~139

    • DOI

      10.1016/j.stemcr.2020.05.008

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Gene regulatory landscape in osteoblast differentiation2020

    • 著者名/発表者名
      Hojo Hironori、Ohba Shinsuke
    • 雑誌名

      Bone

      巻: 137 ページ: 115458~115458

    • DOI

      10.1016/j.bone.2020.115458

    • 査読あり
  • [学会発表] Runx2は骨格発生においてクロマチンランドスケープを規定する2020

    • 著者名/発表者名
      北條宏徳、齋藤琢、小野寺晶子、東俊文、鄭雄一、大庭伸介
    • 学会等名
      第38回日本骨代謝学会
  • [学会発表] Runx2 defines the osteoblast chromatin landscape in skeletal development2020

    • 著者名/発表者名
      Hojo H, Saito T, Onodera S, Azuma T, Chung UI, Seki M, Suzuki Y, McMahon AP, Ohba S
    • 学会等名
      American Society for Bone and Mineral Research
    • 国際学会

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公開日: 2022-12-28  

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