骨芽細胞分化を制御しているmiRNAおよびその標的遺伝子の分離・同定

骨芽細胞・骨細胞や軟骨細胞は共通のstem cellからそれぞれの前駆細胞を経て分化していく。この分化の機序についての研究は従来、転写調節因子を中心に行われてきており、Runx2/Cbfa1やOsterixなどのkey factorの発見をもたらした。しかしながら、筋肉におけるmyogeninほどの強い分化誘導作用はなく、ほかの複数の因子の関与が推測されている。近年、遺伝子発現の調節には転写調節因子以外に、エピジェネティックな染色体の構造変化が重要であることが示唆されると共に、miRNAによる翻訳調節が重要であるということが報告され始めている。本研究では、骨・軟骨形成細胞の分化においてもmiRNAによる翻訳調節が重要な役割を果たしているという仮説のもとに、分化段階の異なる細胞からそれぞれに特異的に発現しているmiRNAを分離同定し、その標的遺伝子の特定をも行うものである。本年度はMC3T3-E1,ST2,ATDC5などの株化細胞を用いた、試験管内の石灰化モデルシステムにより、試験管内で石灰化する細胞に分化した細胞のmiRNAの変化について、miRNA microarrayを用いて分化により減少するmiRNAと増加するmiRNAを検索し、それぞれ14および15個のmiRNAをスクリーニングした。これらの中には上の3つの細胞の分化に共通するものや、その分化をコントロールしていると言われているRunx2/Cbfa1やHox遺伝子の3'-UTRに結合するものが含まれており、非常に興味深い結果が得られた。この研究結果の意義、重要性については、まだ、骨形成(石灰化)を積極的に促進する薬剤がない現在、これらのmiRNAの発現をコントロールすることにより、骨形成を促進するような治療法の開発につながると期待される。

骨芽細胞・骨細胞や軟骨細胞は共通のstem cellからそれぞれの前駆細胞を経て分化していく。この分化の機序についての研究は従来、転写調節因子を中心に行われてきており、Runx2/Cbfa1やOsterixなどのkey factorの発見をもたらした。しかしながら、筋肉におけるmyogeninほどの強い分化誘導作用はなく、ほかの複数の因子の関与が推測されている。近年、遺伝子発現の調節には転写調節因子以外に、エピジェネティックな染色体の構造変化が重要であることが示唆されると共に、miRNAによる翻訳調節が重要であるということが報告され始めている。本研究では、骨・軟骨形成細胞の分化においてもmiRNAによる翻訳調節が重要な役割を果たしているという仮説のもとに、分化段階の異なる細胞からそれぞれに特異的に発現しているmiRNAを分離同定し、その標的遺伝子の特定をも行うものである。本年度はMC3T3-E1,ST2,ATDC5などの株化細胞を用いた、試験管内の石灰化モデルシステムにより、試験管内で石灰化する細胞に分化した細胞のmiRNAの変化について、miRNA microarrayを用いて分化により減少するmiRNAと増加するmiRNAを検索し、それぞれ14および15個のmiRNAをスクリーニングした。これらの中には上の3つの細胞の分化に共通するものや、その分化をコントロールしていると言われているRunx2/Cbfa1やHox遺伝子の3'-UTRに結合するものが含まれており、非常に興味深い結果が得られた。この研究結果の意義、重要性については、まだ、骨形成(石灰化)を積極的に促進する薬剤がない現在、これらのmiRNAの発現をコントロールすることにより、骨形成を促進するような治療法の開発につながると期待される。