軟骨膜に含まれる骨軟骨前駆細胞の同定と、軟骨再生および骨損傷修復への応用

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本研究では、遺伝子組み換えマウスを用いて成長板軟骨と軟骨膜に存在する骨軟骨前駆細胞の解明を試みる。本年度は、本研究で使用するタモキシフェン依存性軟骨細胞特異的に赤色蛍光を発現する遺伝子組み換えマウスCol2CreERT;TdTおよび、同様に緑色蛍光を発現するCol2CreERT;ZsGreenマウスを作製し、生後6日、14日、21日、42日にタモキシフェンを投与し、投与後3日、7日、14日にそれぞれのマウスより脛骨を採取した。それぞれの脛骨軟骨膜を観察したところ、軟骨膜に隣接する成長板軟骨には蛍光標識された軟骨細胞が見られ、軟骨膜下端の骨幹部寄りに存在する骨襟骨芽細胞にも蛍光標識された骨芽細胞が観察された。標識された骨芽細胞は、3日から14日にかけて経時的に増加して見られ、骨の成長に伴い成長板辺縁に位置する幹細胞性の性格を有する軟骨細胞から骨芽細胞へとtransdifferentiation（異なる細胞への分化）が存在していることが推察された。そこで、形態学的根拠を得るために電子顕微鏡での観察を現在、行なっている。また、その分子基盤を明らかにするため、研究分担者の波多とともに凍結切片を用いた空間的遺伝子発現解析を行い、現在結果を解析中である。また、遺伝子多発性骨軟骨腫症(Hereditary Multiple Osteochondromas、HME)患者には、軟骨腫除去後に皮膚ケロイド瘢痕が形成されることが知られている。そのメカニズムの解明を目的に、昨年度より派生研究を行なっている。HMEでは、へパラン硫酸プロテオグリカン(HSPG)の合成に関わるExt1遺伝子の機能欠失が知られているが、線維芽細胞特異的にExt1を欠落させたHME患者皮膚モデルでは、創部の閉鎖が遅延し、その閉鎖遅延には線維芽細胞のアポトーシス抑制がケロイドの形成に関わっていることが明らかとなった。