感覚器における骨組織の役割~聴覚器に特化した骨形態・骨代謝制御機構の解明

骨组织在感觉器官中的作用 - 阐明听觉器官特有的骨形态和骨代谢控制机制

基本信息

批准号：
22K06817
负责人：
黒田有希子
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Keio University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

これまでの骨研究分野では、骨が如何にして身体を支え、動かすかという骨の運動器としての機能や代謝を中心に解析が行われてきた。その一方で、申請者は中耳に存在する耳小骨の研究を通し、聴覚に関連する骨が独自の形態形成や代謝制御をとることで感覚器の機能を最大限に引き出していることに気付いた。そこで本研究では、聴覚に関連する骨と一般的な長管骨を比較解析し、「感覚器に関連する骨がその機能に特化した形態や性質を獲得している」という仮説を証明することを目指す。一般的な長管骨と同様に、聴覚関連骨も軟骨原基が石灰化骨に置き換わる内軟骨性骨化により骨形成が進行する。しかし、聴覚関連骨と長管骨では骨を形成する骨芽細胞のサブタイプが異なり、その結果、骨密度や骨基質成分の異なる骨であることが判明した。初年度は、聴覚関連骨を形成している「聴覚骨芽細胞」と一般的な骨芽細胞の具体的な差異を明らかにするために、聴覚関連骨および大腿骨から同一の骨芽細胞マーカーを指標として骨芽細胞を分取し、各骨芽細胞のRNAシークエンスを行い、遺伝子発現パターンを比較解析することに取り組んだ。骨芽細胞の純度を高めるために、骨芽細胞が蛍光たんぱく質でラベルされたトランスジェニックマウスを用いたが、マウス耳小骨はわずか数ミリ程度の小さな骨であるために、その小さな骨から骨芽細胞の採集方法を確立するまでに時間がかかった。また、聴覚に特化した「振動を伝える」という機能が聴覚関連骨の形成や維持、および骨密度に及ぼす影響を調べるために、マイクロCTよりも解像度の高いナノCTを用いて立体構造や骨密度を正確に観察する方法を確立した。

先前的骨研究领域主要分析了骨骼的功能和代谢作为肌肉骨骼器官，例如骨骼如何支撑和移动身体。同时，通过对中耳中存在的小骨的研究，申请人注意到，与听力相关的骨骼通过采取自己的形态发生和代谢控制来最大程度地发挥感觉器官的功能。因此，这项研究旨在比较分析与听力和一般长骨骼有关的骨骼，并证明“与感觉器官有关的骨骼已经获得了专门用于其功能的形态和特性”的假设。”像一般的长骨一样，由于内侧软骨骨化而导致听觉相关的骨骼的骨形成也会发展，其中软骨原始骨头被钙化的骨骼取代。然而，与听力相关的骨骼和长骨具有不同的成骨细胞亚型，因此，发现骨骼具有不同的骨密度和骨基质成分。 In the first year, in order to clarify the specific differences between the "auditive osteoblasts" that form hearing-related bones and the general osteoblasts, we divided osteoblasts from the hearing-related bone and femur using the same osteoblast marker as indicators, performed RNA sequences of each osteoblast, and compared and analyzed gene expression patterns.为了提高成骨细胞的纯度，使用了转基因小鼠，其中成骨细胞用荧光蛋白标记，但是由于小鼠的骨头仅是小骨头的小骨头，所以花了很长时间才能建立一种从小骨中收集成骨细胞的方法。此外，为了研究“传输振动”对听力相关骨骼的形成和维护的听力特异性功能的影响，我们已经建立了一种方法，用于准确观察使用NANOCT的三维结构和骨密度，该结构使用NANOCT，该结构的分辨率高于Microct。