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2011 年度 実績報告書

Runx2遺伝子の転写制御機構と骨格形成プログラム

研究課題

研究課題/領域番号 22249062
研究機関長崎大学

研究代表者

小守 壽文  長崎大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 教授 (00252677)

研究分担者 増山 律子  長崎大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 助教 (60297596)
林 日出喜  長崎大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 准教授 (10218589)
キーワードRunx2 / FGF / Wnt / Tcf7 / 骨格形成 / 骨芽細胞 / 軟骨細胞 / 転写因子
研究概要

Runx2をPrx1プロモーターを用いて、四肢および頭蓋の未分化間葉系細胞に、胎生9.5日より発現させた。Runx2の発現は、早期より骨芽細胞分化を誘導し、膜性骨化により骨形成を導いた。また、四肢の骨格形成の異常を起こし、本来骨形成の起こらない部位でも骨芽細胞分化を誘導し膜性骨化により異所性の骨形成を起こした。さらにRunx2の発現は、間葉系細胞から軟骨細胞への分化を抑制した。したがって、胎生期で間葉系細胞から骨芽細胞分化を誘導し、膜性骨化により骨形成を誘導するには、Runx2のみで十分であること、早期の軟骨細胞分化をRunx2が抑制すること、時間、空間的Runx2の発現レベルの調節が骨格形成に必須であることが明らかとなった。次にRunx2のターゲット分子を探索した。Tcf7は、Runx2によって発現誘導され、発現パターンもRunx2と一致した。Runx2はTcf7遺伝子のプロモーターを活性化し、直接転写調節していると考えられた。ドミナントネガティブ型のTcf7トランスジェニックマウスを作製したが、このマウスでは、軟骨細胞の成熟および増殖が抑制されており、Runx2は、少なくとも一部はTcf7を介して軟骨細胞の成熟および増殖を調節していると考えられた。さらにRunx2はSp7を発現調節することを明らかにした。Sp7を骨芽細胞特異的に発現するトランスジェニックマウスを作製したが、骨芽細胞の成熟が抑制され、未熟な骨芽細胞が増加した。これにより、繊維骨が形成された。Runx2とSp7を同時に骨芽細胞特異的に発現するトランスジェニックマウスでは、骨芽細胞の成熟抑制がより著明に出現した。しかし、Runx2とSp7は、それぞれ独立して骨芽細胞の成熟を抑制することが明らかとなった。

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

Runx2遺伝子の時間的、空間的転写調節機構がトランスジェニックマウスの作製等によりほぼ明らかになったため。

今後の研究の推進方策

生化学的手法を用いて、Runx2遺伝子の時間的、空間的転写調節に関わる分子の相互作用を明らかにしていくとともに、転写調節領域のノックアウトマウスの作製により、生理的な意義を追求していく。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (2件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] OBIF, an osteoblast induction factor, plays an essential role in bone formation in association with osteoblastogenesis2012

    • 著者名/発表者名
      Mizuhashi K
    • 雑誌名

      Development, growth and differentiation

    • DOI

      10.1111/j.1440-169X.2012.01333.X

    • 査読あり
  • [雑誌論文] SP7 inhibits osteoblast differentiation at a late stage in mice2012

    • 著者名/発表者名
      Yoshida CA
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 7巻

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Overexpression of bcl2 in osteoblasts inhibits osteoblast differentiation and induces osteocyte apoptosis2011

    • 著者名/発表者名
      Moriishi T
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 6巻

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Early onset of Runx2 expression caused craniosynostosis, ectopic bone formation, and limb defects2011

    • 著者名/発表者名
      Maeno T
    • 雑誌名

      Bone

      巻: 49巻 ページ: 673-682

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pyruvate dehydrogenase kinase 4 induces bone loss at unloading by promoting osteoclastogenesis2011

    • 著者名/発表者名
      Wang Y
    • 雑誌名

      Bone

      巻: 50巻 ページ: 409-419

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Comparative morphology of the osteocyte lacunocanalicular system in various vertebrates2011

    • 著者名/発表者名
      Cao L
    • 雑誌名

      Journal of bone and mineral metabolism

      巻: 29巻 ページ: 662-670

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Regulation of Tcf7 by Runx2 in chondrocyte maturation and proliferation2011

    • 著者名/発表者名
      Mikasa M
    • 雑誌名

      Journal of bone and mineral metabolism

      巻: 29巻 ページ: 291-299

    • 査読あり
  • [学会発表] Regulation of bone mass at unloaded condition by osteocyte network2011

    • 著者名/発表者名
      小守壽文
    • 学会等名
      1st Bio-rheumatology international congress
    • 発表場所
      ヒルトン東京ベイ
    • 年月日
      2011-11-15
  • [学会発表] PDK4は骨粗鬆症の破骨細胞分化を促進する2011

    • 著者名/発表者名
      王宇英
    • 学会等名
      第53回歯科基礎医学会学術大会・総会
    • 発表場所
      長良川国際会議場
    • 年月日
      2011-10-02
  • [産業財産権] 荷重感知遺伝子2011

    • 発明者名
      小守壽文
    • 権利者名
      長崎大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2011-138935
    • 出願年月日
      2011-06-22

URL: 

公開日: 2013-06-26  

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