2002 Fiscal Year Annual Research Report
Project/Area Number |
01F00142
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Research Institution | Tokyo Medical and Dental University |
Principal Investigator |
野田 政樹 東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 教授
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
PALACIOS GARCIA Veronica 東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 特別研究員(PD)
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Keywords | BMP / 骨芽細胞 / 強制 / オステオカルシン / Cbfa1 / CIZ / Smad / 石灰化 |
Research Abstract |
本研究においてはBMPの制御のメカニズムを明らかにする目的でBMPと結合しその機能をシグナルの上で制御する分子についての検討を行った。Zinc Fingerタンパクのp130Casの結合分子としてクローニングされたCIZは強制発現することにより骨芽細胞(MC3T3E1)の分化の促進することが知られているBMPのアルカリフォスフォターゼ発現亢進に対する作用を抑制した。さらにI型コラーゲンの遺伝子発現についてもBMPの促進作用がCIZの強制発現により処置された。また、骨芽細胞に特異的に発現する分子であるオステオカルシンの遺伝子発現について検討したところ、CIZはBMPによるオステオカルシンの遺伝子発現亢進促進に対する機能を抑制した。以上の結果からさらに上位の転写因子に関する作用が考えられたため、BMPのCbfa1に対する作用を検討した結果Cbfa1の発現促進に対するBMPの作用をCIZが著明に抑制した。次にそのシグナルメカニズムを検討するためにBMPの下流にあるSmadのレスポンスエレメントを持つリポーターを用いてルシフェラーゼアッセイを行った。その結果、BMPはルシフェラーゼ活性を高め、さらにSmad1およびSmad5はこのレスポンスエレメント(GCCG×6)の活性を促進した。一方CIZの存在下ではBMPによるルシフェラーゼ活性促進作用が抑制され、さらにまたSmad1およびSmad5によるルシフェラーゼ活性促進効果に対してもCIZの強制発現がこれを抑制することからCIZの作用点はBMP作用の中で転写制御におけるSmadの役割をブロックすることにあると考えられた。さらに生理的な作用におけるBMPとCIZの関連を明らかにするために骨芽細胞様細胞を石灰化する条件で21日間に渡り培養した。この際、CIZが強制発現していない場合にはベーターグリセロリン酸とアスコルビン酸の存在下で石灰化がアリザリンレッド陽性の赤色の沈着物として多数観察されたのに対し、CIZを強制発現した骨芽細胞(MC3T3E1細胞)においてはその石灰化が著明に抑制された。以上の観察からBMPのシグナリングに際してCIZ蛋白が細胞内におけるそのシグナル抑止分子として機能することが明らかとなった。
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Research Products
(12 results)
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[Publications] Shen ZJ: "Negative Regulation of Bone Morphogenetic Protein/Smad Signaling by Cas-interacting Zinc Finger Protein in Osteoblasts"The Journal of Biological Chemistry. 27. 29840-29846 (2002)
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[Publications] Salingcarnboriboon R: "Establishment of Tendon-Derived Cell Lines Exhibiting Pluripotent Mesenchymal Stem Cell-Like Property"Experimental Cell Research. (in press). (2003)
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[Publications] Yagi K: "Bone Morphogenetic Protein-2 Enhances Osterix Gene Expression in Chondrocytes"Journal of Cellular Biochemistry. 88. 1077-1083 (2003)
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[Publications] Maeda Y: "Coordinated development of embryonic long bone in ovo organ culture on chorioallantoic membrane prevents perichondrium-derived suppressive signals against cartilage growth"Bone. 32(1). 27-34 (2002)
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[Publications] Yumoto K: "Osteopontin deficiency protects joints against destruction in anti-type II collagen antibody-induced arthritis in mice"Proceeding of the National Academy of Sciences USA. 99. 4556-4561 (2002)
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[Publications] Kitahara K: "Osteopontin-Denficiency Induces Parathyroid Hormone Enhancement of Cortical Bone Formation"Endocrinology. (in press). (2003)
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[Publications] Usui M: "Enhancing effect of Tob deficiency on bone formation is specific to BMP-induced osteogenesis"Journal of Bone and Mineral Research. 17. 1026-1033 (2002)
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[Publications] Ishijima M: "Resistance to unloading-induced three-dimensional bone loss in osteopontin-deficient mice"Journal of Bone and Mineral Research. 17. 661-667 (2002)
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[Publications] Yamashita T: "Double Mutation in Klotho and Osteoprotegenin Gene Loci Rescued Osteopetronic Phenotype"Endocrinology. 143. 4711-4717 (2002)
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[Publications] Morinobu M: "Osteopontin Expression in Osteoblasts and Osteocytes during Bone Formation under Mechanical Stress in the Calvarial in Vivo"Journal of Bone and Mineral Research. (in press). (2003)
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[Publications] Yoshikawa M: "CLC-3 deficiency leads to phoenotypes similar to human neuronal ceroid lipofuscinosis"Genes to Cell. 7. 597-605 (2002)
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[Publications] Kashimada K: "Defects in growth and bone metabolism in klotho mutant mice are resistant to GH treatment"J.Endocrinology. 174. 403-410 (2002)