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2012 年度 実施状況報告書

低分子量Gタンパク質Rac1およびCdc42の骨・軟骨形成における作用機序の解明

研究課題

研究課題/領域番号 24592813
研究種目

基盤研究(C)

研究機関昭和大学

研究代表者

山田 篤  昭和大学, 歯学部, 講師 (50407558)

研究分担者 上條 竜太郎  昭和大学, 歯学部, 教授 (70233939)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワード軟骨 / シグナル伝達 / コンディショナルノックアウトマウス
研究概要

Rac1およびCdc42はRhoファミリータンパク質に属する低分子量Gタンパク質でアクチン細胞骨格を介した細胞増殖、細胞分化、細胞死など細胞の機能制御に重要な役割を果たしている。細胞におけるRac1およびCdc42の機能については多くの報告がされているものの、Rac1およびCdc42を全身で欠損させたマウスは胎生初期に致死となるため、生体における機能については報告が少なく、不明な点が多い。本研究ではRac1およびCdc42の骨・軟骨形成における役割を明らかにするため、Rac1およびCdc42を主に肢芽間充織細胞で欠損させたコンディショナルノックアウトマウス(Rac1fl/fl; Prx1-Cre, Cdc42fl/fl; Prx1-Cre)を作出し、その表現型の解析を行った。Rac1fl/fl; Prx1-CreとCdc42fl/fl; Prx1-Creはともに四肢の短縮が認められた。四肢の短縮に関して、Rac1fl/fl; Prx1-CreとCdc42fl/fl; Prx1-Creはともに軟骨成長板における柱状配列の乱れおよび肥大軟骨層の肥厚が認められた。Cdc42fl/fl; Prx1-Creでは、吸収されなかった肥大軟骨層において肥大軟骨細胞分化マーカーであるCol10およびMmp13の発現が低下していた。以上の結果から、Rac1およびCdc42は軟骨内骨化における正常な軟骨細胞の成熟および肥大化に重要な役割を果たしていると考えられる。

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

当初の研究計画通り、Rac1およびCdc42を主に肢芽間充織細胞で欠損させたコンディショナルノックアウトマウス(Rac1fl/fl; Prx1-Cre, Cdc42fl/fl; Prx1-Cre)の作製および軟骨形成における表現型の解析を行う事ができた。

今後の研究の推進方策

申請者が作製したRac1およびCdc42を主に肢芽間充織細胞で欠損させたコンディショナルノックアウトマウス(Rac1fl/fl; Prx1-Cre, Cdc42fl/fl; Prx1-Cre)の軟骨形成以外(口蓋形成、頭蓋形成)の表現型に関し、解析を遂行していく予定である。また、Prx1遺伝子エンハンサー制御下で時期特異的Cre発現トランスジェニックマウスの作製を始める。

次年度の研究費の使用計画

当初、平成24年度の研究計画の予定であった、Rac1およびCdc42を主に肢芽間充織細胞で欠損させたコンディショナルノックアウトマウス(Rac1fl/fl; Prx1-Cre, Cdc42fl/fl; Prx1-Cre)における遺伝子発現様式の網羅的解析のためのマイクロアレイ解析をまだ遂行していないため、平成25年で遂行する。また、上記で記載したコンディショナルノックアウトマウスの軟骨形成以外(口蓋形成、頭蓋形成)の表現型に関する解析、また、Prx1遺伝子エンハンサー制御下で時期特異的Cre発現トランスジェニックマウスの作製を遂行する。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (3件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Downregulation of carbonic anhydrase IX promotes Col10a1 expression in chondrocytes.2013

    • 著者名/発表者名
      Maruyama T et al.
    • 雑誌名

      PLoS ONE

      巻: 8(2) ページ: -

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0056984

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nephronectin expression is regulated by SMAD signaling in osteoblast-like MC3T3-E1 cells.2012

    • 著者名/発表者名
      Tsukasaki M. et al.
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 425 ページ: 390-392

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2012.07.106

    • 査読あり
  • [雑誌論文] BMP2 differentially regulates the expression of Gremlin1 and Gremlin2, the negative regulators of BMP function, during osteoblast differentiation.2012

    • 著者名/発表者名
      Suzuki D. et al.
    • 雑誌名

      Calcif. Tissue Int

      巻: 91 ページ: 88-96

    • DOI

      10.1007/s00223-012-9614-5

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Expression of MAL (myelin and lymphocyte protein) in oral carcinogenesis2012

    • 著者名/発表者名
      Pal SK. et al.
    • 雑誌名

      Medical Molecular Morphology

      巻: 45 ページ: 222-228

    • DOI

      10.1007/s00795-011-0563-2

    • 査読あり
  • [学会発表] Small GTPase Cdc42 is essential for cartilage development.2013

    • 著者名/発表者名
      Suzuki W. et al
    • 学会等名
      91st General Session & Exhibition of the IADR
    • 発表場所
      Seattle, USA
    • 年月日
      20130320-20130323
  • [学会発表] 低分子量Gタンパク質Rac1およびCdc42の骨・軟骨形成における機能解析.

    • 著者名/発表者名
      山田 篤
    • 学会等名
      第54回歯科基礎医学会学術集会
    • 発表場所
      郡山, 福島
  • [学会発表] 低分子量Gタンパク質Cdc42は四肢形成における軟骨分化と肢芽指間部の細胞死に必須である.

    • 著者名/発表者名
      相澤 怜など
    • 学会等名
      第30回日本骨代謝学会学術集会
    • 発表場所
      新宿, 東京
  • [図書] The New Frontiers in Research for Oral Cancer, Tokyo, MARUZEN. CO. LTD.2013

    • 著者名/発表者名
      Yamada A
    • 総ページ数
      81-89
    • 出版者
      Screening for regulators of osteoblast differentiation induced by BMP-2.

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公開日: 2014-07-24  

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