| 研究課題/領域番号 |
26221310
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| 研究機関 | 長崎大学 |
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研究代表者 |
小守 壽文 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 教授 (00252677)
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| 研究分担者 |
川根 徹也 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 技術職員 (00265208)
宮崎 敏博 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 准教授 (10174161)
森石 武史 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 助教 (20380983)
増山 律子 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 准教授 (60297596)
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| 研究期間 (年度) |
2014-05-30 – 2019-03-31
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| キーワード | 発生・分化 / 転写活性 / 細胞・組織 / 基礎歯学 |
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| 研究実績の概要 |
これまでに、Runx2が間葉系幹細胞より骨芽細胞分化に必須であること、Runx2が軟骨細胞の後期分化に必須であること、Runx2は、関節軟骨等の永久軟骨の性格を失わせ、永久軟骨細胞を成熟させ、軟骨基質を破壊するmatrix metalloproteinase 13 (MMP13)等を誘導する働きがあり、関節軟骨細胞の破壊によって発症する変形性関節症の原因遺伝子の一つであることを明らかにしてきた。したがって、Runx2は骨に対しては正の作用、関節軟骨に対しては負の作用を持つ。Runx2の骨芽細胞、軟骨細胞における発現調節機構の解明は、骨格形成・維持の分子機構の解明に画期的な進歩をもたらすと同時に、Runx2発現を骨芽細胞・軟骨細胞で別個に調節できれば、骨粗鬆症や変形性関節症の治療薬の開発が可能になる。
Runx2遺伝子ゲノム領域のBACクローンの欠失実験より、軟骨細胞特異的エンハンサーを含む1領域を同定した。さらに、ChIP sequenceの結果及び既存のデータベース検索より、エンハンサー候補領域群を選定、それらを様々に組み合わせたGFP tgマウスを作製した。これらのマウスにおけるGFP発現を解析することにより、軟骨細胞特異的な発現に関与する領域の組み合わせを特定した。これらの領域は相乗的に軟骨細胞株でレポーター活性を上昇させた。一方、骨芽細胞株ではレポーター活性を上昇させなかった。すなわち、これらの領域は、軟骨細胞特異的エンハンサーであることを明らかにした。
骨芽細胞特異的エンハンサーを用いて、化合物ライブラリーのハイスループットスクリーニングを行い、Runx2 mRNAを上昇させ、骨芽細胞分化誘導能を持つ化合物を得た。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
軟骨細胞特異的エンハンサーは複数存在したが、それらを特定できたことにより、軟骨細胞発現に関わる領域を用いたレポーターアッセイで、化合物ライブラリーのハイスループットスクリーニングが可能となり、変形性関節症治療薬の開発が格段に進展した。また、Runx2 mRNAを上昇させ、骨芽細胞分化誘導能を持つ非常に有望な化合物を得ることができ、骨粗鬆症治療薬の開発も大きく進展した。
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| 今後の研究の推進方策 |
I. 発現cDNAライブラリーのスクリーニング、エンハンサー塩基配列のモチーフ検索、エンハンサーのレポーターアッセイ、ChIP解析等により、転写因子・共役因子複合体の構成分子を決定し、軟骨細胞特異的エンハンサーの活性化機構を解明する。
II. 軟骨細胞特異的エンハンサーを用いた化合物ライブラリーのハイスループットスクリーニングによりエンハンサー活性化（抑制）化合物を選定する。さらにRunx2 mRNAレベル及び軟骨細胞分化を調べ、促進・抑制する化合物を選定し、関節症実験モデルに投与、効果を判定する。
III. 骨芽細胞分化促進効果のあった化合物の骨形成促進能を、頭蓋冠の器官培養及びマウスへの全身投与で評価する。
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