RNA干渉、マイクロビーズアレイを用いた脊柱靭帯骨化症に対する網羅的遺伝子解析

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21591895
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 整形外科学
• 研究機関: 福井大学
• 研究代表者: 内田 研造 福井大学, 医学部, 准教授 (60273009)
• 研究分担者: 中嶋 秀明 福井大学, 医学部, 助教 (10397276)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: 脊椎脊髄病学

研究概要

脊柱靭帯骨化症由来の培養靭帯細胞を用いて、骨化形成過程に作用する因子について検討した。脊柱靭帯骨化由来細胞ではβ-catenin、Runx2、OsterixのmRNA発現量が上昇しており、さらにcyclic tensile strainを加えると各因子のmRNAの発現は有意に増加した。免疫組織化学的局在ではRunx2、Sox-9, Osterixは肥大軟骨細胞に強く発現していた。また、組織学的検討では、骨化巣の増大に伴い骨化前線部の拡大、石灰化前線の不整化・延長が著明となり、石灰化前線の周囲には軟骨細胞が密に集族していた。この石灰化前線近傍は細胞活性が高いことが示唆され、さらに未分化間葉系細胞と軟骨細胞における分化、脱分化の過程が転写因子を介して制御され、成熟した軟骨細胞は種々のサイトカインを発現し、基質への血管進入と石灰化の促進をもたらし、骨形成が誘導されると考えられた。

研究成果

• [雑誌論文] Apoptosis of neurons and oligodendrocytes in the spinal cord of spinal hyperostotic mouse(twy/twy): possible pathomechanism of human cervical compressive myelopathy (2012)
  • 著者名/発表者名: Uchida K, Nakajima H, Watanabe S, Yayama T, Guerrero AR, Inukai T, Hirai T, Sugita D, Johnson WE, Baba H
  • 雑誌名: Eur Spine J 巻: 21 ページ: 490-497
  • URL: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21935678
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ossification process involving the human thoracic ligamentum flavum : role of transcription factors. (2012)
  • 著者名/発表者名: Uchida K, Yayama T, Cai HX, Nakajima H, Sugita D, Guerrero AR, Kobayashi S, Yoshida A, Chen KB, Baba H
  • 雑誌名: Arthritis Res Ther 巻: 13 ページ: R144
  • URL: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21914169
  • 査読あり
• [雑誌論文] Initiation and progression of ossification of the posterior longitudinal ligament of the cervical spine in the hereditary spinal hyperostotic mouse(twy/twy) (2012)
  • 著者名/発表者名: Uchida K, Yayama T, Sugita D, Nakajima H, Rodriguez Guerrero A, Watanabe S, Roberts S, Johnson WE, Baba H
  • 雑誌名: Eur Spine J 巻: 21 ページ: 149-155
  • URL: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21850419
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-mobility group box-1 and its receptors contribute to proinflammatory response in the acute phase of spinal cord injury in rats (2011)
  • 著者名/発表者名: Chen KB, Uchida K, Nakajima H, Yayama T, Hirai T, Rodriguez Guerrero A, Kobayashi S, Ma WY, Liu SY, Zhu P, Baba H
  • 雑誌名: Spine(Phila Pa 1976) 巻: 36 ページ: 2122-2129
  • URL: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21343866
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tumor necrosis factor-αantagonist reduces apoptosis of neurons and oligodendroglia in rat spinal cord injury (2011)
  • 著者名/発表者名: Chen KB, Uchida K, Nakajima H, Yayama T, Hirai T, Watanabe S, Guerrero AR, Kobayashi S, Ma WY, Liu SY, Baba H
  • 雑誌名: Spine(Phila Pa 1976) 巻: 36 ページ: 1350-1358
  • URL: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21224756
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microarray analysis of expression of cell death-associated genes in rat spinal cord cells exposed to cyclic tensile stresses in vitro (2010)
  • 著者名/発表者名: Uchida K, Nakajima H, Hirai T, Yayama T, Chen KB, Kobayashi S, Roberts S, Johnson WE, Baba H
  • 雑誌名: BMC Neurosci 巻: 11 ページ: 84
  • URL: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20663127
  • 査読あり
• [雑誌論文] Targeted retrograde gene delivery of brain-derived neurotrophic factor suppresses apoptosis of neurons and oligodendroglia after spinal cord injury in rats (2010)
  • 著者名/発表者名: Nakajima H, Uchida K, Yayama T, Kobayashi S, Guerrero AR, Furukawa S, Baba H
  • 雑誌名: Spine(Phila Pa 1976) 巻: 35 ページ: 497-504
  • URL: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20190624
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tumor necrosis factor-alpha and its receptors contribute to apoptosis of oligodendrocytes in the spinal cord of spinal hyperostotic mouse(twy/twy) sustaining chronic mechanical compression (2009)
  • 著者名/発表者名: Inukai T, Uchida K, Nakajima H, Yayama T, Kobayashi S, Mwaka ES, Guerrero AR, Baba H
  • 雑誌名: Spine(Phila Pa 1976) 巻: 34 ページ: 2848-2857
  • URL: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19949368
  • 査読あり
• [雑誌論文] Calcium pyrophosphate dehydrate crystal deposition in the ligamentum flavum of the cervical spine : histopathological and immunohistochemical findings (2009)
  • 著者名/発表者名: Mwaka ES, Yayama T, Uchida K, Kobayashi S, Kokubo Y, Nakajima H, Sato R, Orwotho NT, Baba H
  • 雑誌名: Clin Exp Rheumatol 巻: 27 ページ: 430-438
  • URL: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19604435
  • 査読あり
• [雑誌論文] Blockade of interleukin-6 signaling inhibits the classic pathway and promotes an alternative pathway of macrophage activation after spinal cord injury in mice
  • 著者名/発表者名: Guerrero AR, Uchida K, Nakajima H, Watanabe S, Nakamura M, Johnson WE, Baba H
  • 雑誌名: J Neuroinflammation 巻: (in press)
  • URL: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22369693
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transplantation of Mesenchymal Stem Cells Promotes an Alternative Pathway of Macrophage Activation and Functional Recovery after Spinal Cord Injury
  • 著者名/発表者名: Nakajima H, Uchida K, Guerrero AR, Watanabe S, Sugita D, Takeura N, Yoshida A, Long G, Wright KT, Johnson WE, Baba H
  • 雑誌名: J Neurotrauma 巻: (in press)
  • URL: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22233298
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cyclic Tensile Strain Facilitates the Ossification of Ligamentum Flavum Throughβ-Catenin Signaling Pathway
  • 著者名/発表者名: Uchida K, Yayama T, Cai CH, Nakajima H, Sugita D, Guerrero AR, Yoshida A, Baba H
  • 雑誌名: In Vitro Analysis Spine(Phila Pa 1976)(in press) 巻: (in press)
  • URL: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22158061
  • 査読あり
• [学会発表] Cycli ctensile stress upregulates the expression ofβ-catenin signaling in cultured cells harvested from human ossified ligamentum flavum (2012)
  • 著者名/発表者名: 彌山峰史,内田研造,中嶋秀明,杉田大輔,馬場久敏
  • 学会等名: Annual Meeting of the Orthopaedic Research Society
  • 発表場所: San Francisco
  • 年月日: 20120206-07
• [学会発表] Cyclic tensile stressが胸椎黄色靱帯の骨化形成に与える影響-内軟骨性骨化過程におけるWntβ-catenin signalingの関与- (2011)
  • 著者名/発表者名: 彌山峰史,内田研造,中嶋秀明,杉田大輔,馬場久敏
  • 学会等名: 第26回日本整形外科学会基礎学術集会
  • 発表場所: 前橋
  • 年月日: 2011-10-20
• [学会発表] 脊柱靭帯骨化における骨化前線部の軟骨細胞分化の特徴. (2011)
  • 著者名/発表者名: 彌山峰史,内田研造,杉田大輔,中嶋秀明,小久保安朗,渡邉修司,吉田藍,竹浦直人,馬場久敏
  • 学会等名: 第30回日本運動器移植・再生医学研究会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2011-09-25
• [学会発表] 培養骨化靱帯細胞における転写因子の発現とtensile stressの影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 彌山峰史,内田研造,中嶋秀明,小久保安朗,杉田大輔, Cai Hong-xin,吉田藍,馬場久敏
  • 学会等名: 第40回日本脊椎脊髄病学会
  • 年月日: 2011-04-22
• [学会発表] Cell death-associated genes expression patterns using microarray analysis in rat cultured spinal cord cells exposed to cyclic tensile stresses in vitro (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Uchida, H. Nakajima, T. Hirai, T. Yayama, D. Sugita, S. Kobayashi, H. Baba
  • 学会等名: 7^<th> Combined Meeting of ORS
  • 発表場所: KYOTO
  • 年月日: 2010-10-17
• [学会発表] Topographic expression of transcriptional factors in the human ossification of ligamentum flavum in thoracic spine (2010)
  • 著者名/発表者名: Yayama T, Uchida K, Cai HX, Kobayashi S, Nakajima H, Sato R, Sugita D, Alexander Guerrero, Chen KB, Baba H
  • 学会等名: 7^<th> Combined Meeting of ORS
  • 発表場所: KYOTO
  • 年月日: 2010-10-17
• [学会発表] 培養骨化靱帯細胞における機械的ストレスと骨形成誘導因子 (2010)
  • 著者名/発表者名: 彌山峰史、内田研造、Cai HX、中嶋秀明、小久保安朗、小林茂、杉田大輔、馬場久敏
  • 学会等名: 第29回日本運動器移植・再生医学研究会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2010-09-25