骨形成の足場であるコラーゲン結晶体を輸送する新規メカニズム

运输胶原蛋白晶体的新机制，骨形成的支架

• 批准号: 21K06200
• 负责人: 黒田 純平
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Osaka University (2022)Kyoto University (2021)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K06200/
• 关键词: コラーゲン; リモデリング; 骨; ゼブラフィッシュ; 4Dライブイメージング; 細胞外マトリックス; 鰭; ECM

これまでに研究代表者は、ゼブラフィッシュのヒレ骨形成において中心的な役割を果たすコラーゲン結晶体 「アクチノトリキア」をライブで蛍光標識する手法を開発・確立してきた。任意のステージにおいてアクチノトリキアを蛍光標識した個体を経時観察した結果、アクチノトリキアが成長末端部に向かって移動する、すなわち一定の方向に運搬されることを見出している。さらに、十分に大きく成長したアクチノトリキアはヒレ骨の成長の間あるタイミングで移動を停止し、破骨細胞により分解されることも見出している。本年度は、さらに異なる蛍光色でアクチノトリキアを標識できる系を組み合わせることで、アクチノトリキアの成長パターンについて調べた。その結果、アクチノトリキアは成長末端部に移動する際にその周囲に新しく分泌されたコラーゲンが付加していくことで徐々にサイズを増していくが、予想外に非対称な付加成長のパターンを示した。すなわち、遠位・近位方向に対称に成長するのではなく、主に近位方向に向かって伸長していくという非対称な成長をすることが明らかになった。一方、放射状に配向しながら成長すると必ずそれぞれのアクチノトリキアの間の距離が増していくことになるが、興味深いことに古いアクチノトリキア同士の間には新しく形成されたアクチノトリキアが挿入されることで常にアクチノトリキアの間隔を一定に保つ機構があることを明らかにした。また、並行してすすめていたex vivo培養によるイメージングを改善し、より高解像で細胞とアクチノトリキアの相互作用の動態を捉えることが可能になった。この結果、破骨細胞が古くなったアクチノトリキアにアクチンリッチな仮足で巻きつき、伸長しながら溶かす（分解する）様子を捉えることに成功し、これまでに不明であったアクチノトリキア分解過程の詳細な機構が明らかになった。

こ れ ま で に research representatives は, ゼ ブ ラ フ ィ ッ シ ュ の ヒ レ bone formation に お い て center な "を cut fruit た す コ ラ ー ゲ ン crystals" ア ク チ ノ ト リ キ ア "を ラ イ ブ で 蛍 light logo す る gimmick を open 発, establish し て き た. Any の ス テ ー ジ に お い て ア ク チ ノ ト リ キ ア を 蛍 light logo し た individual を 経 観 when examine し た results, ア ク チ ノ ト リ キ ア が growth terminal part に to か っ て mobile す る, す な わ ち certain の direction に carrying さ れ る こ と を see out し て い る. さ ら に, very big に き く growth し た ア ク チ ノ ト リ キ ア は ヒ レ の bone growth between の あ る タ イ ミ ン グ で mobile を stop し, osteoclast に よ り decomposition さ れ る こ と も shows し て い る. This year は, さ ら に different な る 蛍 light で ア ク チ ノ ト リ キ ア を logo で き る department を group み close わ せ る こ と で, ア ク チ ノ ト リ キ ア の growth パ タ ー ン に つ い て adjustable べ た. そ の results, ア ク チ ノ ト リ キ ア は growth terminal part に mobile す る interstate に そ の weeks 囲 に new し く secretion さ れ た コ ラ ー ゲ ン が plus し て い く こ と で xu 々 に サ イ ズ を raised し て い く が, to want to grow outside に not say な seaborne pay plus の パ タ ー ン を shown し た. す な わ ち, as a proximal direction に said seaborne に growth す る の で は な く, Lord に near a direction に か っ て elongation し て い く と い う non said seaborne な growth を す る こ と が Ming ら か に な っ た. Side, radial に match to し な が ら growth す る と will ず そ れ ぞ れ の ア ク チ ノ ト リ キ ア の が の distance between rights し て い く こ と に な る が, deep interest い こ と に ancient い ア ク チ ノ ト リ キ ア with and between の に は new し く form さ れ た ア ク チ ノ ト リ キ ア が scions into さ れ る こ と で often に ア ク チ ノ ト リ キ ア の を between certain に つ institutions Youdaoplaceholder0 に とを Ming ら に に た. ま た, parallel し て す す め て い た ex vivo culture に よ る イ メ ー ジ ン グ を し, よ り high solution like で cells と ア ク チ ノ ト リ キ ア の の dynamic interaction between を catch え る こ と が may に な っ た. こ の results, osteoclast が ancient く な っ た ア ク チ ノ ト リ キ ア に ア ク チ ン リ ッ チ な 仮 foot で 巻 き つ き, elongation し な が ら soluble か す (decomposition す る) others child を catch え る こ と に successful し, こ れ ま で に unknown で あ っ た ア ク チ ノ ト リ キ ア decomposition の detailed な institutions が Ming ら か に な っ た.

项目成果

A novel cellular mechanism of collagen remodeling in the morphogenesis of fish fin bones revealed by 4D live imaging

4D 实时成像揭示鱼鳍骨形态发生中胶原蛋白重塑的新细胞机制

• 发表时间: 2022
• 作者: Junpei Kuroda;Hiromu Hino;Shigeru Kondo
• 通讯作者: Shigeru Kondo

Morphogenesis of fin bones by the moving cells which translocate large collagen crystals.

鳍骨的形态发生是由移动细胞移动大的胶原蛋白晶体引起的。

• 发表时间: 2021
• 作者: Junpei Kuroda;Hiromu Hino;Hibiki Nakagawa;Shigeru Kondo.
• 通讯作者: Shigeru Kondo.

Mechanical role of actinotrichia in shaping the caudal fin of zebrafish

放线菌在斑马鱼尾鳍塑造中的机械作用

• DOI: 10.1016/j.ydbio.2021.09.003
• 发表时间: 2021
• 期刊: Developmental Biology
• 影响因子: 2.7
• 作者: Hibiki Nakagawa;Junpei Kuroda;Toshihiro Aramaki and Shigeru Kondo
• 通讯作者: Toshihiro Aramaki and Shigeru Kondo

コラーゲン可視化トランスジェニック系統の開発によるゼブラフィッシュ骨中コラーゲンの動態観察

通过开发胶原蛋白可视化转基因系观察斑马鱼骨骼中的胶原蛋白动态

• 发表时间: 2022
• 作者: 日野 太夢;黒田 純平;近藤 滋
• 通讯作者: 近藤 滋

A novel mechanism of collagen remodeling in fish fin bone morphogenesis revealed by 4D live imaging

4D 实时成像揭示鱼鳍骨形态发生中胶原蛋白重塑的新机制

• 发表时间: 2022
• 作者: Junpei Kuroda;Hiromu Hino;Shigeru Kondo
• 通讯作者: Shigeru Kondo