2014 Fiscal Year Annual Research Report
骨、関節組織のホメオスタシスにおける骨形成因子BMPの生理機能の解析
| Project/Area Number |
25293317
|
|---|
| Research Institution | Tokyo Medical and Dental University |
|---|
Principal Investigator |
辻 邦和 東京医科歯科大学, 医歯(薬)学総合研究科, 准教授 (20323694)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宗田 大 東京医科歯科大学, 医歯(薬)学総合研究科, 教授 (50190864)
関矢 一郎 東京医科歯科大学, 再生医療研究センター, 教授 (10345291)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2018-03-31
|
| Keywords | BMP2 / BMP4 / BMP7 / synovitis / osteoarthritis / meniscus |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、骨形成因子(BMP)ファミリーに属する遺伝子群による硬組織のホメオスタシスの統括的な理解、及びその破綻に基づく硬組織関連疾患の病因の解明を最終目的としている。本研究期間においては、(I) BMP2欠損マウスで観察される骨折治癒プロセスの破綻の原因解析に基づく、骨のホメオスタシスにおけるBMPシグナルの生理機能の解析、(II) BMP7欠損マウスに観察される自然発症の変形性膝関節症の病態の解析に基づく、関節軟骨のホメオスタシスにおけるBMPシグナルの生理機能の解析、(III) BMP4欠損マウスにおいて観察される造血幹細胞数の低下の分子メカニズムの解析に基づく、骨髄造血微小環境(HSC niche)のホメオスタシスにおけるBMPシグナルの生理機能の解析、に関して検討を行っている。当該年度は「BMP7欠損マウスに観察される自然発症の変形性膝関節症の病態の解析」を中心的に行い、(1)BMP7を欠損した関節軟骨においては、離乳期以降早期に関節軟骨の退行変性が観察されること、(2)関節軟骨において軟骨基質分解酵素の発現が更新すること、(3)滑膜の自然炎症が亢進すること、(4)軟骨細胞の増殖と細胞死に関しては影響が見られないことを明らかとした。本結果は、第２９回日本整形外科学会基礎学術集会において優秀演題賞に選出された他、2015年4月にFEBS Lettersに発表を行った。
また、四肢特異的BMP2ノックアウトマウスの解析を行い、関節の形態形成期においてBMP2は半月板の形成に重要な機能を有していることを明らかとした。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
計画した研究項目に関して、「BMP7欠損マウスに観察される自然発症の変形性関節症の病態の解明に基づく、関節軟骨のホメオスタシスにおけるBMPシグナルの生理機能の解析」に関して、研究成果を、第２９回日本整形外科学会基礎学術集会において発表を行い優秀演題賞に選出された。さらに本研究成果を、2015年4月にFEBS Lettersにて発表を行った。
また、四肢特異的BMP2ノックアウトマウスの解析を行い、関節の形態形成期においてBMP2は半月板の形成に重要な機能を有している新規の発見を行った。
本研究課題が３年目に入り、研究成果が論文発表や学会賞の形で具体化されつつあることから上記の自己評価を行った。
|
| Strategy for Future Research Activity |
本研究機関で計画している研究項目に関して、本年度は、(I) BMP2欠損マウスで観察される骨折治癒プロセスの破綻の原因解析に基づく、骨のホメオスタシスにおけるBMPシグナルの生理機能の解析、(II) BMP4欠損マウスにおける関節軟骨のホメオスタシスにおけるBMPシグナルの生理機能の解析、(III) BMP4欠損マウスにおいて観察される造血幹細胞数の低下の分子メカニズムの解析に基づく、骨髄造血微小環境(HSC niche)のホメオスタシスにおけるBMPシグナルの生理機能の解析、に関して検討を行う。項目(I)に関しては、BMP2欠損マウスにおいて確認されていた早期の変形性膝関節症様の表現型に関して、軟骨下骨の強度並びに骨折の解析を行う。また、本研究により新たに私たちが発見した、半月板形成異常に関して、詳細な解析を行う。項目(II)に関して、平成26年度に発表を行ったBMP7と関節軟骨のホメオスタシスの結果を踏まえて、関節においてBMP7よりも多くの発現が観察されるBMP4の欠損マウスの表現型の解析を行い、BMP7との生理機能の際を検討する。項目(III)に関しては、骨髄特異的BMP4ノックアウトマウスにおける、造血幹細胞の支持細胞（ストローマ細胞）のポピュレーションの変化に関して検討を行う。
|
| Causes of Carryover |
予定していた研究項目に関して、四肢特異的BMP2コンディショナルノックアウトマウス、骨髄特異的BMP4コンディショナルノックアウトマウスの解析のためのマウスコロニーの樹立に、予定しているよりも多くの時間が必要であったため、マウス維持管理料が当初計画を下回ったことが主な理由となっている。
|
| Expenditure Plan for Carryover Budget |
マウスコロニーが順調に増えているため、繰越分と本年度計画分を合わせて、マウスコロニーの維持並びにその組織学的解析のための試薬購入代金の不足分の補填として本年度仕様を計画する。
|
-
[Journal Article] Elimination of BMP7 from the developing limb mesenchyme leads to articular cartilage degeneration and synovial inflammation with increased age.2015
Author(s)
Abula K, Muneta T, Miyatake K, Yamada J, Matsukura Y, Inoue M, Sekiya I, Graf D, Economides AN, Rosen V, Tsuji K.
-
Journal Title
FEBS Lett.
Volume: in press
Pages: in press
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
-
-
-
-
-
-
-
-
[Journal Article] Transcription factor Mohawk controls tenogenic differentiation of bone marrow mesenchymal stem cells in vitro and in vivo.2015
Author(s)
Otabe K, Nakahara H, Hasegawa A, Matsukawa T, Ayabe F, Onizuka N, Inui M, Takada S, Ito Y, Sekiya I, Muneta T, Lotz M, Asahara H.
-
Journal Title
J Orthop Res.
Volume: 33
Pages: 1-8
DOI
Peer Reviewed
-
-
-
