Physiological roles of BMP2 in meniscus homeostasis

BMP2 在半月板稳态中的生理作用

• 批准号: 21K09196
• 负责人: 辻 邦和
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Tokyo Medical and Dental University
• 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-21K09196/
• 关键词: 半月板; BMP; TGFb; 形成; 再生; 恒常性; 軟骨; 骨形成因子

半月板は膝関節機能の維持に必須の組織であるにも関わらず、その形成、成熟、恒常性の分子機序は未だ明らかとされていない。私たちはこれまでに、マウス胎仔肢芽の間葉組織特異的に骨形成因子BMP2を欠損させると、半月板原基の軟骨分化が非常に強く阻害され、円板状半月板様の形態異常が生じることを明らかとしてきた。一方で同時期の膝関節軟骨の形成は正常に観察されることから、膝関節組織の発生過程で、BMP2は半月板の形成を特異的にかつ厳密に制御していると考えられる。本研究の目的は、半月板形成過程におけるBMP/TGFbの情報伝達経路を詳細に解析し、その形成、恒常性、さらに損傷後修復の過程における生理機能解析を行うことである。更にその知見を半月板修復、再生医療へ還元することを目的とする。本研究の目的から、本研究期間内において、マウスの内側半月板前方1/2切除モデルを用いて半月板の再生過程の組織学的解析を行った。また、その過程でTGFb/BMPファミリー分子がどのような生理機能の有しているか解析するために、In situ hybridization法を用いたリガンド、受容体の時空間的発現解析を施行中である。さらに間葉系幹細胞の凝集塊に対して軟骨分化誘導をかけた時にTGFb/BMPファミリー分子がどのような遺伝子の活性化を行うか網羅的に解析することを目的として、total RNA sequence解析を行った。その結果、間葉系細胞の軟骨分化誘導過程におけるTGFb/BMPファミリー分子の標的遺伝子の同定を行った。その結果を元に、半月板の形成、再生、恒常性におけるTGFb/BMPファミリー分子の生理機能に関する考察を行った。

Meniscus is an essential tissue for the maintenance of knee joint function, and the molecular mechanisms involved in its formation, maturation, and constancy have yet to be clarified. Bone morphogenetic factor BMP2 specific to fetal limb buds is deficient, cartilage differentiation of meniscus primordium is strongly inhibited, and morphological abnormalities of meniscus are present. The formation of knee cartilage at the same time is normal, the development process of knee joint tissue is specific, and the formation of BMP2 meniscus is controlled. The purpose of this study is to analyze the information transmission pathway of BMP/TGFb during meniscus formation, its formation, constancy and physiological function after injury. More information about meniscus repair, regenerative medicine, and recovery. The purpose of this study was to perform histological analysis of the process of meniscus regeneration by removing the anterior half of the meniscus during the study period. The analysis of physiological functions of TGFb/BMP molecules In the process of hybridization and the analysis of time-space occurrence of receptors are in progress. In addition, the aggregation of mesenchymal stem cells was analyzed for the purpose of total RNA sequence analysis in response to induction of cartilage differentiation. As a result, TGFb/BMP molecular markers were identified during chondrogenesis induction in mesenchymal cells. The results of the study include the formation, regeneration and constancy of meniscus, and the relationship between TGFb/BMP and the physiological function of meniscus.