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Understanding the cellular basis of left-right symmetry in the skeleton

了解骨骼左右对称的细胞基础

基本信息

批准号：
21H03060
负责人：
松尾光一
金额：
$ 11.15万
依托单位：
Keio University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

筋骨格系は、高度に左右対称である。「骨が左右対称性に形作られる形態形成の細胞機構」を解明するために、二つの現象に着目して研究を進めた。一つ目は、胎児期に左右対称性の軟骨原基を骨に置換したり、膜性骨化で直接骨化していく「骨格形成の段階」であり、二つ目は生後に骨化した骨が筋肉などの骨周囲の臓器・組織の成長と同調して一体となって成長しながらその形を改変していく「骨の変容成長の段階」である。すなわち、左右対称性の骨格パターン形成を説明する「細胞キラリティ仮説」と、パターン形成後の骨の左右対称性の変容成長を説明する「トランスペアリング仮説」の検証を目的とした。【細胞キラリティ仮説】“骨芽細胞には、鏡像の左手型細胞と右手型細胞が存在して、左右対称の骨格を形成する”という「細胞キラリティ仮説」に基づき、培養系で細胞キラリティを計測した。生体内において、正中面を境に細胞レベルで鏡像であれば、左右対称な骨格系の形態形成を容易に説明できる。これまでマウスの初代骨芽細胞を用いて得られたデータからは、骨芽細胞はホモキラル的であり、細胞より大きなスケールで左右対称構造の構築が行われていることが示唆された。【トランスペアリング仮説】“皮質骨を挟んだ破骨細胞と骨芽細胞の対合メカニズム（トランスペアリング）が存在して、成長過程で左右対称性の周囲組織の形態に応答し、骨が左右対称性に変容しながら成長する”という「トランスペアリング仮説」に基づき、どのように破骨細胞と骨芽細胞が皮質骨の裏表という遠隔でありながらコミュニケーションができているのかというメカニズムを解析した。皮質骨を貫通する管腔構造が、内向きのトランスペアリングで皮質骨内外のコミュニケーションを担っていることを示すデータが得られた。

The skeleton grid system is opposite, the height is opposite, the left and right are opposite. "The cellular mechanism of bone morphology formation in left-right symmetry" explains the phenomenon of bone symmetry and makes progress in research. The first stage of bone formation is the direct ossification of membranous ossification. The second stage of bone formation is the stage of bone growth. The purpose of this research is to provide an explanation of the formation of the bone structure of left-right symmetry, the "Cell Structure Theory" and the "Transition Structure Theory" to explain the growth of the bone structure of left-right symmetry after the formation of the bone structure. [Cell culture]"Bone bud cells, mirror left hand cells and right hand cells exist, left hand cells and right hand cells form bone cells""Cell culture""Basic cell culture" In vivo, it is easy to explain the morphological formation of bone lattice in the middle and middle plane. The first generation of bone bud cells were used to construct the structure of the left and right pairs of cells. Cortical bone contains osteoclasts and bone bud cells. The growth process of osteoclasts and bone buds is characterized by the existence of isotropism, isotropism, isotrop Cortical bone through the lumen structure, inward and outward, cortical bone through the lumen structure, inward and outward.