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Elucidation of the molecular mechanism of transdifferentiation of chondrocytes into osteoblasts and the origin of bone marrow osteoblasts

阐明软骨细胞转分化为成骨细胞的分子机制及骨髓成骨细胞的起源

基本信息

批准号：
20F20407
负责人：
小守壽文
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Nagasaki University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-11-13 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20F20407/
关键词：
分化転換 Runx2 肥大軟骨細胞血管進入アポトーシス骨芽細胞

项目摘要

軟骨細胞は、四肢骨や脊椎骨の原形を形成する。軟骨細胞は、増殖する静止軟骨細胞層と増殖軟骨細胞層、細胞質が肥大化した肥大軟骨細胞層、そしてさらに分化した終末期肥大軟骨細胞層からなる成長板を形成する。これにより、骨の成長が起こるとともに、終末期肥大軟骨細胞層に血管が侵入、終末期肥大軟骨細胞はアポトーシスによって死滅、侵入した骨芽細胞前駆細胞が骨芽細胞に分化し、骨基質を形成、軟骨が骨に置換されていく。最近、少なくとも一部の終末期肥大軟骨細胞が骨芽細胞あるいは骨髄間質細胞に分化転換することが明らとなった。我々は、この分化転換に、骨芽細胞分化に必須な転写因子Runx2が必要であるか検討した。Col10a1 Creマウスを用い、肥大軟骨細胞特異的にRunx2を欠失させたマウスを作製した。このマウスでは、肥大軟骨細胞に由来する細胞で、Runx2を欠損している。さらに青色の蛍光タンパク質を発現するレポーターマウスと交配し、肥大軟骨細胞由来の細胞は青色の蛍光タンパク質を発現するようにした。さらに、骨芽細胞に特異的に赤色タンパク質を発現するレポーターマウスとも交配した。これによって、肥大軟骨細胞由来の細胞は青色、骨芽細胞は赤色、肥大軟骨細胞から分化転換した骨芽細胞は白色（青と赤が合わさると白色）を呈するマウスを作製した。Runx2を欠損させていないマウスでは、胎生16.5日の成長板直下で、白色の骨芽細胞集団が認められたが、Runx2欠損マウスでは認められなかった。すなわち、このマウスでは、終末期肥大軟骨細胞から骨芽細胞への分化転換が起こらなかった。しかし、出生時には、軟骨周囲から侵入した骨芽細胞前駆細胞が骨芽細胞に分化し、分化転換の欠損を補い、６週齢では正常の骨量を示した。従って、Runx2が分化転換に必須であり、分化転換は出生後早い時期までの骨形成に重要であることが明らかとなった。

Cartilage cells, limb bones and vertebrae are formed into their original shape. Chondrocyte は, proliferation する stationary cartilage cell layer と proliferative cartilage cell layer, cytoplasm が hypertrophy した hypertrophic chondrocyte layer, そしてさらに differentiation した terminal hypertrophy からなる growth plate を formation する.これにより、bone growth がこるとともに、end stage hypertrophy of chondrocyte layer にvascular invasion、end stage hypertrophy of chondrocytes はアポトーIt kills and invades bone bud cells, differentiates bone bud cells before bone bud cells, forms bone matrix, and replaces cartilage and bone. Recently, the differentiation of end-stage hypertrophic chondrocytes and bone bud cells and mesenchymal cells has been reduced. It is necessary to write the factor Runx2, which is necessary for bone bud cell differentiation and differentiation. Col10a1 Creマウスを is made of い and hypertrophic chondrocyte-specific にRunx2 を无させたマウスを.このマウスでは, hypertrophic chondrocyte に origin する cell で, Runx2 している.さらに青の蛍光タンパク性を発行するレポーターマウスとMATINGし、fat Large cartilage cells originate from cells that are green and light in color. It is a red タンパク性を発成するレポーターマウスともMATCH that is specific to さらに and osteoblasts.これによって, cells from which hypertrophic chondrocytes are derived, は cyan, bone bud cells は red, hypertrophic chondrocytes からDifferentiated bone bud cells are white (青と红が合わさると白) and are made of するマウスを. Runx2させていないマウスでは, the growth plate goes straight down at 16.5 days after birth, white The color of the bone bud cell collection is the same as the color, and the Runx2 is damaged by the damage.すなわち, このマウスでは, end-stage hypertrophic chondrocytes, からbone bud cells, へのdifferentiation, 転change, こらなかった.しかし, には at birth, した bone bud cells, bud cells, bone bud cells, and bone bud cells invaded into the perichondral barrier, and the defective bone bud cells were repaired at 6 weeks, and the normal bone mass was shown at 6 weeks.従って, Runx2 is necessary for differentiation and transformation, and differentiation and transformation is important for bone formation in the early period after birth.

项目成果

期刊论文数量（22）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Nupr1 deficiency downregulates HtrA1, enhances SMAD1 signaling, and suppresses age‐related bone loss in male mice

DOI：
10.1002/jcp.30949
发表时间：
2023-01
期刊：
Journal of Cellular Physiology
影响因子：
5.6
作者：
Masatoshi Murayama;Hirohito Hirata;M. Shiraki;J. Iovanna;T. Yamaza;T. Kukita;T. Komori;T. Moriishi;Masaya Ueno;T. Morimoto;M. Mawatari;A. Kukita
通讯作者：
Masatoshi Murayama;Hirohito Hirata;M. Shiraki;J. Iovanna;T. Yamaza;T. Kukita;T. Komori;T. Moriishi;Masaya Ueno;T. Morimoto;M. Mawatari;A. Kukita

骨芽細胞前駆細胞の増殖と骨芽細胞分化機構

成骨细胞前体细胞增殖及成骨细胞分化机制

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Lack of reproducibility in osteocalcin-deficient mice.

骨钙素缺乏小鼠中缺乏可重复性。

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
PLoS Genet
影响因子：
4.5
作者：
Takeshi Moriishi;Toshihisa Komori
通讯作者：
Toshihisa Komori

Runx2 is essential for the transdifferentiation of chondrocytes into osteoblasts.

DOI：
10.1371/journal.pgen.1009169
发表时间：
2020-11
期刊：
PLoS genetics
影响因子：
4.5
作者：
Qin X;Jiang Q;Nagano K;Moriishi T;Miyazaki T;Komori H;Ito K;Mark KV;Sakane C;Kaneko H;Komori T
通讯作者：
Komori T

Functions of Osteocalcin in Bone, Pancreas, Testis, and Muscle.

骨钙素在骨，胰腺，睾丸和肌肉中的功能。

DOI：
10.3390/ijms21207513
发表时间：
2020-10-12
期刊：
International journal of molecular sciences
影响因子：
5.6
作者：
Komori T
通讯作者：
Komori T

DOI：
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作者：
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DOI：
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Qin X;Komori T;Yuji Kato;社領美紀，佐藤淳，宇佐美悠，廣瀬勝俊，大家香織，小守壽文，豊澤悟;Kodai Matsuoka;廣瀬勝俊，宇佐美悠，佐藤淳，大家香織，小守壽文，豊澤悟;Yuji Kato;小守壽文;Toru Iijima;姜晴，秦昕，小守寿人，松尾友紀，宮崎敏博，森石武史，小守壽文;廣瀬勝俊，佐藤淳，社領美紀，野田百合，小守壽文，豊澤悟;Kenji Inami
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发表时间：
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影响因子：
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作者：
Goto TK;Nakamura Y;Tokumori K;Kobayashi K;Yoshiura T;Nakamura Y;Honda H;Ninomiya Y;Ynshiura K;小守壽文
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小守壽文

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期刊：
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通讯作者：
Komori T