軟骨細胞特異的トランスジェニックマウスを用いた、転写因子Runx2の下流遺伝子機能解析

転写因子Runx2は,軟骨細胞の成熟を強力に促進することが知られている.Runx2ノックアウトマウスの軟骨細胞に,アデノウィルスを用いてRunx2を導入し,マイクロアレイ法によってRunx2の下流遺伝子を検索した結果,ムチン型糖鎖を形成するポリペプチドN-アセチルガラクトサミン転移酵素3(Galnt3酵素)をコードするGalnt3遺伝子が同定された。そこで本研究では,野生型マウスにおいてGalnt3は,胎生期12.5日以降の軟骨細胞に発現することがわかった.またII型コラーゲンプロモーターを用いて,軟骨細胞特異的にGalnt3を過剰発現させたトランスジェニックマウスを作製し,生体内の軟骨細胞におけるGalnt3の機能についてin vivoで検討した.なお,ここで用いたII型コラーゲンプロモーターは、静止軟骨細胞層,増殖軟骨細胞層および前肥大軟骨細胞層での外来遺伝子の発現を誘導することができる。Galnt3を軟骨細胞に過剰発現させたマウスは,軟骨細胞の形質獲得の遅延および,軟骨小柱構造の欠落を伴う成長板の短縮を認めた.また,軟骨細胞の成熟が遅延していた.軟骨細胞外基質においては,アグリカンコア蛋白及びグリコサミノグリカンの減少を認めた。さらに,BrduとTunel染色により軟骨細胞の細胞周期のS期及びアポトーシスが亢進していることが分かった。これらの結果より,Galnt3は,軟骨細胞基質の糖鎖構造の修飾を通して,軟骨細胞の凝集,分化,アポトーシスに関与することが明らかとなった。

転写因子Runx2は,軟骨細胞の成熟を強力に促進することが知られている.Runx2ノックアウトマウスの軟骨細胞に,アデノウィルスを用いてRunx2を導入し,マイクロアレイ法によってRunx2の下流遺伝子を検索した結果,ムチン型糖鎖を形成するポリペプチドN-アセチルガラクトサミン転移酵素3(Galnt3酵素)をコードするGalnt3遺伝子が同定された。そこで本研究では,野生型マウスにおいてGalnt3は,胎生期12.5日以降の軟骨細胞に発現することがわかった.またII型コラーゲンプロモーターを用いて,軟骨細胞特異的にGalnt3を過剰発現させたトランスジェニックマウスを作製し,生体内の軟骨細胞におけるGalnt3の機能についてin vivoで検討した.なお,ここで用いたII型コラーゲンプロモーターは、静止軟骨細胞層,増殖軟骨細胞層および前肥大軟骨細胞層での外来遺伝子の発現を誘導することができる。Galnt3を軟骨細胞に過剰発現させたマウスは,軟骨細胞の形質獲得の遅延および,軟骨小柱構造の欠落を伴う成長板の短縮を認めた.また,軟骨細胞の成熟が遅延していた.軟骨細胞外基質においては,アグリカンコア蛋白及びグリコサミノグリカンの減少を認めた。さらに,BrduとTunel染色により軟骨細胞の細胞周期のS期及びアポトーシスが亢進していることが分かった。これらの結果より,Galnt3は,軟骨細胞基質の糖鎖構造の修飾を通して,軟骨細胞の凝集,分化,アポトーシスに関与することが明らかとなった。