骨芽細胞から骨細胞への終末分化における転写因子Runx2の分子機能の解析

转录因子Runx2在成骨细胞终末分化为骨细胞中的分子功能分析

• 批准号: 15791055
• 负责人: 辻 邦和
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Tokyo Medical and Dental University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15791055/
• 关键词: 骨芽細胞分化; 転写因子; Runx2; Cbfal; 骨形成; 加齢

Runx2/Cbfa1のホモ欠損マウスは骨形成が完全に欠損する。一方、ヘテロ欠損マウスは、ヒトの頭蓋鎖骨異形成症と,ほぼ同一の表現型を示し、膜性骨の形成に重篤な遅延が観察される。更に、Runx2を骨芽細胞で過剰発現したトランスジェニックマウスでは骨細胞数が減少する。以上からRunx2は骨芽細胞、骨細胞の発生分化に必須であると考えられているが、成体の骨の恒常性の維持過程での機能については未だ不明である。本研究では、Runx2の発現量の減少が、成熟マウスの骨芽細胞の分化や機能に及ぼす影響を検討することを目的とした。成熟マウスにおけるRunx2発現量と骨量の相関を検討するため、成長過程ならびに成熟の野生型およびヘテロ欠損マウスの脛骨近位端の海綿骨量と、骨髄におけるRunx2蛋白の発現の比較を行ったところ、骨量は成長過程、成熟マウス共に変化はなかったが、ヘテロ欠損マウスにおけるRunx2の蛋白量は、野生型に比して低下していた。次に、in vivoで骨形成過程を観察する為に骨髄除去術を行い、Runx2の発現減少が及ぼす影響について検討したところ、野生型では、術後8日目で脛骨の骨髄腔内に骨の再生が認められたが、成熟ヘテロ欠損マウスでは骨再生が有意に抑制された。ヘテロ欠損マウスにおいては術後21日においても骨再生が認められなかったことから、上記の結果は骨形成の単純な遅延ではないことが示唆された。更に、この効果は、成長過程のRunx2ヘテロ欠損マウスでは観察されなかったことから、ヘテロ欠損の効果には、週齢依存性があることが示された。次に、成熟マウスの骨髄細胞の骨芽細胞への分化能を検討したところ、成熟マウスの骨髄細胞からのアルカリフォスファターゼ陽性細胞の形成ならびに石灰化基質の沈着がヘテロ欠損マウスで有意に低下することが明らかとなった。以上から、Runx2のヘテロ欠損は、加齢と共にマウスの骨髄中の骨芽細胞前駆細胞数を低下させることで骨髄除去術後の骨再生を抑制すると考えられた。

Runx2/Cbfa1 is completely damaged. The expression of the same phenotype and the development of membranous bone were observed again and again. In addition, Runx2 decreased the number of bone cells. The function of bone bud cell and bone cell development and differentiation is not clear. The aim of this study was to investigate the effects of decreased Runx2 production, maturation, and differentiation on bone bud cells. The correlation between Runx2 production and bone mass was studied. Growth process was different from that of wild type. Sponge bone mass and Runx2 protein production in proximal tibia of mature type were lower than that of wild type. In addition, in vivo, bone formation was observed during bone removal, Runx2 was reduced and affected by bone regeneration in the tibial cavity 8 days after surgery. 21 days after surgery, bone regeneration is recognized, and the results of bone formation are shown. In addition, the growth process of the Runx2 is not enough to detect the lack of results, cycle dependence is not enough to show The differentiation ability of bone marrow cells and bone bud cells in the secondary and mature stages was studied. The differentiation ability of bone marrow cells and bone bud cells in the mature stage was studied. The formation of calcified matrix was studied. The above results show that the number of bone bud cells in the bone marrow is lower than that in the bone marrow.

项目成果

Maya Takamoto: "Hedgehog signaling enhances core-binding factor al and receptor activator of nuclear nuclear factor-κB ligand gene expression in chondrocytes"Journal of Endocrinology. 177(3). 413-21 (2003)

Maya Takamoto：“Hedgehog 信号传导增强软骨细胞中核因子-κB 配体基因表达的核心结合因子 a1 和受体激活剂”内分泌学杂志 177(3) (2003)。

Yoshio Ohyama: "Osteopontin-deficiency suppresses growth of B16 melanoma cells implanted in bone and osteoclastgenesis in cocultures"Journal of Bone and Mineral Research. 19(in press). (2004)

Yoshio Ohyama：“骨桥蛋白缺乏会抑制植入骨中的 B16 黑色素瘤细胞的生长以及共培养物中的破骨细胞生成”《骨与矿物质研究杂志》。

Keiichiro Kitahara: "Osteopontin-deficiency induces parathyroid hormone enhancement of cortical bone formation"Endocrinology. 144(5). 2132-40 (2003)

Keiichiro Kitahara：“骨桥蛋白缺乏会诱导甲状旁腺激素增强皮质骨形成”内分泌学。

Kunikazu Tsuji: "Aged mice require full transcription factor, Runx2/Cbfal, gene dosage for cancellous bone regeneration after bone marrow ablation"Journal of Bone and Mineral Research. 19(in press). (2004)

Kunikazu Tsuji：“老年小鼠需要完整的转录因子 Runx2/Cbfal，骨髓消融后松质骨再生的基因剂量”《骨与矿物质研究杂志》。

Mikihiko Morinobu: "Osteopontin expression in osteoblasts and osteocytes during bone formation under mechanical stress in the calvarial suture in vivo"Journal of Bone and Mineral Research. 18(9). 1706-15 (2003)

Mikihiko Morinobu：“体内颅骨缝合线机械应力下骨形成过程中成骨细胞和骨细胞中骨桥蛋白的表达”《骨与矿物研究杂志》。