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2021 年度 実績報告書

転写因子Scleraxisによって制御される筋骨格システムの統合的理解

研究課題

研究課題/領域番号 21H03107
研究機関広島大学

研究代表者

宿南 知佐  広島大学, 医系科学研究科(歯), 教授 (60303905)

研究分担者 隅山 健太  国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, チームリーダー (00370114)
樋口 真之輔  広島大学, 医系科学研究科(歯), 助教 (20847131)
吉本 由紀  日本医科大学, 医学部, プロジェクト助教 (40735304)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワード腱・靱帯 / Scleraxis / エンハンサー / 遺伝子改変動物 / enChIP法
研究実績の概要

Scx遺伝子を含む10.8 kbのゲノム領域には、腱・靱帯組織特異的な転写制御を担う領域が含まれている。この領域を3分割し、hsp68 minimal promoterの下流にLacZ reporterベクターに組み込み、transgeneを構築し、Transgenicマウス胚を用いてenhancer活性を検証し、Scx遺伝子とその下流を含む5.3 kbに、10.8 kbとほぼ同等の転写制御活性があることを見出した。この領域を更に分割し、活性を有する1.97 kbのenhancer領域を同定した。同様に、minimal promoterを有するpGL4.23ベクターを用いて、培養細胞での解析に必要なベクターを構築した。予測される転写開始点と近傍にあるTATA boxを含む領域をpromoter lessのpGL4.10ベクターに組み込み、培養細胞を用いて、Dual luciferase assayを行って、promoter活性を確認した。同定したpromoter領域の上流を標的とするguide RNAを設計し、In-Fusion法によりpAM_dCas9ベクターに組み込んだ。また、ScxCreマウス、ScxCreERT2マウス、Sox9CreマウスをRosaTomatoマウスと交配し、生後の成長過程におけるScx、Sox9陽性細胞の系譜解析を行うと共に、Scx欠失マウスの下顎骨、頭蓋の縫合部の形態学的・組織学的解析を行った。更に、ScxCre/+;Sox9flox/floxマウスの中には、生後、腱の発育不全を伴う個体が存在することを見出している。in vitroでは、ScxGFP iPSCによる腱細胞分化誘導過程で、シングルセルRNAシークエンス解析を行うことで、腱細胞分化過程における遺伝子の発現動態を明らかにした。

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

当初予定していた実験を行い、次年度に向けて必要なデータを集めることが出来ている。

今後の研究の推進方策

Scx遺伝子の下流に見出した腱・靱帯組織特異的な転写制御を担う1.97 kbのゲノム領域を、更に分割して、活性を有するenhancer領域の絞り込みを行う。Transgenicマウスを効率良く作製してin vivoでのenhancer活性の解析を行うために、hsp69 minimal promoterのLacZ reporterベクターにtol2配列を導入したコンストラクトを用いる。Scxfloxマウスを用いて、Sox9の発現領域でScxを欠失するコンディショナルノックアウトマウスやScxCre/Cre;Sox9flox/floxマウスの解析を進める。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち招待講演 3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Tenogenic Induction From Induced Pluripotent Stem Cells Unveils the Trajectory Towards Tenocyte Differentiation2022

    • 著者名/発表者名
      Yoshimoto Y, Uezumi A, Ikemoto-Uezumi M, Tanaka K, Yu X, Kurosawa T, Yambe S, Maehara K, Ohkawa Y, Sotomaru Y, Shukunami C
    • 雑誌名

      Front Cell Dev Biol

      巻: 10 ページ: 1-20

    • DOI

      10.3389/fcell.2022.780038.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Scleraxis upregulated by transforming growth factor-β1 signaling inhibits tension-induced osteoblast differentiation of priodontal ligament cells via ephrin A2.2021

    • 著者名/発表者名
      Kawatsu M, Takeshita N, Takimoto A, Yoshimoto Y, Seiryu M, Ito A, Kimura S, Kawamoto T, Hiraki Y, Shukunami C, Takano-Yamamoto T.
    • 雑誌名

      Bone

      巻: 149 ページ: 115969-115977

    • DOI

      10.1016/j.bone.2021.115969.

    • 査読あり
  • [学会発表] 軟骨分化誘導系の確立から腱・靱帯研究への歩み (学術賞受賞講演)2021

    • 著者名/発表者名
      宿南知佐
    • 学会等名
      第39回日本骨代謝学会学術集会
    • 招待講演
  • [学会発表] ScxGFP iPS細胞を用いて樹立したin vitro腱・靭帯分化誘導におけるシングルセル解析2021

    • 著者名/発表者名
      吉本由紀, 山家 新勢 宿南知佐
    • 学会等名
      第39回日本骨代謝学会学術集会
    • 招待講演
  • [学会発表] TnmdCreノックインマウスの作製とTnmd陽性細胞の系譜解析2021

    • 著者名/発表者名
      山家新勢, 吉本由紀, 樋口真之輔, 味八木茂, 宿南知佐
    • 学会等名
      第39回日本骨代謝学会学術集会
  • [学会発表] 頭蓋顔面領域におけるScx+/Sox9+細胞の局在と形態形成への寄与2021

    • 著者名/発表者名
      樋口真之輔, 川上良介, 山家新勢, 余昕怡, 今村健志, 宿南知佐
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
    • 招待講演
  • [備考] 【研究成果】iPS細胞から効率良く腱細胞を分化誘導する系を確立

    • URL

      https://www.hiroshima-u.ac.jp/news/69687

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公開日: 2022-12-28  

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