新たな異所性骨形成モデルの確立と骨化メカニズムの解明

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26861208
• 研究機関: 九州歯科大学
• 研究代表者: 大澤 賢次 九州歯科大学, 歯学部, 助教 (70638238)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: 骨形成 / 遺伝子導入 / ソノポレーション

研究実績の概要

進行性骨化性線維異形成症(FOP)は、筋組織内で異所性に骨形成が生じる難治性疾患で、骨形成に重要な役割を担うBone Morphogenetic Protein(BMP)の受容体であるALK2の変異により発症する。我々は、in vitroの解析からこの変異ALK2がBMPのもう１種類の受容体（II型受容体）によってリン酸化を受けやすく、BMP非存在下でも細胞内シグナルを活性化することを見出した。そこで本申請課題では、ソノポレーション法を用いて、BMP受容体や下流の情報伝達分子の遺伝子導入による骨誘導活性を評価できる新たなin vivoの実験系を確立し、FOPの発症メカニズムの解明や、生理的な骨形成に重要な分子メカニズムの解明を目指した。まず、マウスの後肢骨格筋に対して、ヘビ毒（Cardiotoxin）を注入して筋損傷を誘発した群と筋損傷を誘発しない群の２群に分け、それぞれ超音波遺伝子導入法により緑色蛍光タンパク（GFP）発現プラスミドベクターを導入し、導入効率を蛍光顕微鏡にて評価した（実験１）。つぎに、同様の実験系において、それぞれヒト骨形成因子（BMP2）発現プラスミドベクターを導入し、骨誘導能について軟X線、マイクロCT撮影、および組織学的解析を行った（実験２）。実験１では筋損傷を誘発した群では筋損傷を誘発しない群と比較して、GFPの発現が上昇していた。さらに実験２では筋損傷を誘発した群では、筋損傷を誘発しない群と比較してBMP２遺伝子発現の結果である筋組織内における異所性の骨形成がより顕著に確認された。

研究成果

• [雑誌論文] Comparison of human mesenchymal stem cells derived from bone marrow, synovial fluid, adult dental pulp, and exfoliated deciduous tooth pulp. (2016)
  • 著者名/発表者名: Isobe Y, Koyama N, Nakao K, Osawa K, Ikeno M, Yamanaka S, Okubo Y, Fujimura K, Bessho K.
  • 雑誌名: Int J Oral Maxillofac Surg. 巻: 45 ページ: 124-131
  • DOI: 10.1016/j.ijom.2015.06.022.
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Local CNP/GC-B system in growth plate is responsible for physiological endochondral bone growth. (2015)
  • 著者名/発表者名: Nakao K, Osawa K, Yasoda A, Yamanaka S, Fujii T, Kondo E, Koyama N, Kanamoto N, Miura M, Kuwahara K, Akiyama H, Bessho K, Nakao K.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 27 ページ: 10554
  • DOI: doi: 10.1038/srep10554.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [産業財産権] 抗ALK2抗体 (2016)
  • 発明者名: 片桐岳信
  • 権利者名: 大澤賢次、塚本翔
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: PCT/JP2016/052602
  • 出願年月日: 2016-01-29