Notchシグナル活性化による骨代謝制御と骨肉腫発症の分子メカニズムの解明

2014 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 26430094
• 研究機関: 東海大学
• 研究代表者: 中山 ゆかり(六車ゆかり) 東海大学, 医学部, 助教 (80398750)
• 研究分担者: 八幡 崇 東海大学, 医学部, 准教授 (10398753) ; 安藤 潔 東海大学, 医学部, 教授 (70176014)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: Notchシグナル / Delta-like 1 / Jagged1 / 骨代謝

研究実績の概要

Notchシグナルは、器官形成や幹細胞の運命決定、および、組織の代謝といった生物の恒常性を調節する発生学的に保存されたシグナル伝達経路である。本研究の目的は、Delta-like 1（Dll１）とNotchの結合によるシグナル活性化が、間葉系幹細胞(MSC)から骨芽細胞への分化決定、および、成熟骨芽細胞の形成をどのように制御しているかを分子生物学的に解明することである。
【結果】
＜Dll1Tgマウスの骨形成＞
１．骨芽細胞特異的にDll1を発現するマウス（Dll1Tg）は、骨量が著しく増加する一方で、骨形成・骨吸収がともに低下するという低回転型の骨大理石病様の骨病変を示した。そこで胎生後期（E15.5）から生後１週間の骨髄標本について骨芽細胞分化に係る転写因子の免疫染色を行ったところ、Dll1Tgでは幼弱骨芽細胞マーカー陽性の細胞が骨髄内で顕著に増幅していた。また、成体マウス標本においても同様の現象が確認できた。
２．Dｌｌ１TgおよびDll1KOマウスの骨髄細胞を用いて、骨芽細胞への分化培養を行い、経時的に分化段階を解析すると、Dll1Tgでは未成熟な骨芽細胞の分化は促進しているが、それらの細胞の成熟が抑制されていた。それに対して、Dll1KOでは、MSCまたは骨芽細胞前駆細胞から骨芽細胞への分化が抑制される一方で、骨芽細胞の成熟には変化がみられなかった。

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

当初は、モデルマウスの骨病態の特定までが本年度の目標であった。組織標本を用いた一般染色や免疫染色により、Dll1Tgマウスでは未熟な骨芽細胞が増殖し、その一方で成熟が抑制されていることを組織学的に明らかにした。加えて、次年度以降の計画となっていた、骨芽細胞分化培養により、細胞学的にも幼弱骨芽細胞の増殖と、成熟骨芽細胞の分化抑制を確認することが出来た。さらに、Notchシグナルの活性化と骨肉腫の関係を調べるためのモデルである、Dll1Tg－P53KOマウスを作製した。

今後の研究の推進方策

次年度以降は、Dll1Tgマウスにおける破骨細胞分化異常の実態を明らかにし、骨芽細胞―破骨細胞の相互作用を解析する。また、Dll1の発現と骨肉腫の関連については、平成２６年度に作製したマウスを維持し観察を続ける。

次年度使用額が生じた理由

次年度早々に購入が必要な消耗品が生じたため。

次年度使用額の使用計画

血液中のサイトカインを測定するELISAキットの購入を予定している。

研究成果

• [雑誌論文] Establishment of a Humanized APL Model via the Transplantation of PML-RARA-Transduced Human Common Myeloid Progenitors into Immunodeficient Mice (2014)
  • 著者名/発表者名: Hiromichi Matsushita, Takashi Yahata, Yin Sheng, Yoshihiko Nakamura, Yukari Muguruma, Hideyuki Matsuzawa, Masayuki Tanaka, Hideki Hayashi, Tadayuki Sato, Anar Damdinsuren, Makoto Onizuka, Mamoru Ito, Hayato Miyachi, Pier Paolo Pandolfi, Kiyoshi Ando
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: NA ページ: NA
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0111082
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] In Vivo Analysis of PML-RARA in a Humanized Mouse Model (2014)
  • 著者名/発表者名: Hiromichi Matsushita, Takashi Yahata,, Yin Sheng, Yoshihiko Nakamura, Yukari Muguruma, Hideyuki Matsuzawa, Masayuki Tanaka, Hideki Hayashi, Tadayuki Sato, Anar Damdinsuren, Makoto Onizuka, Mamoru Ito, Hayato Miyachi,, Pier Paolo Pandolfi, Kiyoshi Ando
  • 学会等名: America Society of Hematology
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 2014-12-06 – 2014-12-09
• [学会発表] Jagged1-Notch signal supports human myeloma cell survival (2014)
  • 著者名/発表者名: Yukari Muguruma, Takashi Yahata, Mamoru Itoh, Katsuto Hozumi, Mika Yamaguchi, Kiyoshi Ando
  • 学会等名: 日本血液学会
  • 発表場所: 大阪国際会議場
  • 年月日: 2014-10-31 – 2014-11-02