骨・軟骨特異的に発現する線維性コラーゲンの発現調節機構の解明と組織再生への応用

細胞外マトリックスの主要構成成分である線維性コラーゲン分子は、骨・軟骨細胞といった組織特異的に発現しており、組織の発生から分化過程にわたり幅広く影響を及ぼしている。それゆえ、制御機構に問題が生じると、骨・軟骨形成異常等の発症要因となりうる。そこで本研究では、細胞外マトリックスの機能維持に必要不可欠な線維性コラーゲン分子の発現調節機構について、骨細胞におけるV・XXIV型コラーゲン遺伝子、軟骨細胞におけるXI・XXVII型コラーゲン遺伝子に着目し検討を行う。さらに、骨・軟骨細胞における組織特異的転写調節機構およびトランスクリプトームによる転写(long ncRNA)・翻訳(microRNA)調節機構、２つの観点からその分子機構の解明を目指す。これまでに、骨細胞において、V型コラーゲン遺伝子は、骨分化誘導因子であるSp7/Osterixによって発現が増強されており、XXIV型コラーゲン遺伝子は、トランスジェニックマウスの解析から下顎骨に弱いシグナルを示すことが明らかとなっている。また、軟骨細胞において、XI・XXVII型コラーゲン遺伝子ともに、軟骨特異的エンハンサー領域が見出された。さらに、XI型コラーゲン遺伝子に関しては、エンハンサー領域近傍にサイレンサー領域の存在も明らかとなっているため、各シスエレメントに関与する転写因子を特定できるよう解析を進める。今後は、さらに骨・軟骨特異的発現調節機構を解明するため、ncRNA(non-coding RNA)制御による各コラーゲン遺伝子の発現調節機構への関与について検討するとともに、骨・軟骨の分化や形成に及ぼす影響についてもあわせて検討する。

細胞外マトリックスの主要構成成分である線維性コラーゲン分子は、骨・軟骨細胞といった組織特異的に発現しており、組織の発生から分化過程にわたり幅広く影響を及ぼしている。それゆえ、制御機構に問題が生じると、骨・軟骨形成異常等の発症要因となりうる。そこで本研究では、細胞外マトリックスの機能維持に必要不可欠な線維性コラーゲン分子の発現調節機構について、骨細胞におけるV・XXIV型コラーゲン遺伝子、軟骨細胞におけるXI・XXVII型コラーゲン遺伝子に着目し検討を行う。さらに、骨・軟骨細胞における組織特異的転写調節機構およびトランスクリプトームによる転写(long ncRNA)・翻訳(microRNA)調節機構、２つの観点からその分子機構の解明を目指す。これまでに、骨細胞において、V型コラーゲン遺伝子は、骨分化誘導因子であるSp7/Osterixによって発現が増強されており、XXIV型コラーゲン遺伝子は、トランスジェニックマウスの解析から下顎骨に弱いシグナルを示すことが明らかとなっている。また、軟骨細胞において、XI・XXVII型コラーゲン遺伝子ともに、軟骨特異的エンハンサー領域が見出された。さらに、XI型コラーゲン遺伝子に関しては、エンハンサー領域近傍にサイレンサー領域の存在も明らかとなっているため、各シスエレメントに関与する転写因子を特定できるよう解析を進める。今後は、さらに骨・軟骨特異的発現調節機構を解明するため、ncRNA(non-coding RNA)制御による各コラーゲン遺伝子の発現調節機構への関与について検討するとともに、骨・軟骨の分化や形成に及ぼす影響についてもあわせて検討する。