Analysis of heterogenous character of neural crest-derived osteoblasts

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神経堤細胞由来の前頭骨骨芽細胞(FOB)は中胚葉由来の頭頂骨骨芽細胞(POB)に比べて高い骨形成能力を有することが知られている。予備実験から、in vitroにおいて骨芽細胞を活性化させるホルモンであるPTHに対する反応性がFOBの方が高く、さらにその応答性に多様性があることが示された。今回、FOBとPOBの遺伝子発現に基づいた特徴的な違いを見出すために、双方における遺伝子発現を解析した。また、各組織からのより厳密な細胞分離法を検討した。頭蓋骨という石灰化した硬い組織から遺伝子解析のための十分な数の細胞分離は現実的ではないため、分離した細胞を短期間培養下で増殖させ、それぞれ初代頭蓋骨由来細胞(FOBおよびPOB)としてRNAシークエンス解析を行った。生後3日齢のマウスの頭蓋冠骨を採取して、頭蓋骨周辺組織である骨膜、硬膜、縫合部を完全に除去し、得られた純粋な骨組織をさらに前頭骨部と頭頂骨部に分離して細胞を採取した。得られたFOB及びPOBは形態や増殖能において差を有し、それぞれに独自の特徴を示した。遺伝子発現解析の結果、FOBとPOBは両方とも骨芽細胞に特徴的な遺伝子発現を示していたが、FOBの方が骨形成関連因子やPTH受容体の発現が高くin vitro 及びin vivoにおけるFOBの骨形成能の高さを裏付ける結果であった。一方で、POBにおいては軟骨形成関連遺伝子の発現が高く、POBはin vitroにおける軟骨細胞分化誘導にも反応が強く、軟骨結節を形成する様子が観察された。FOBとPOBでは、それぞれTGF-βとBMPシグナルに関与する受容体の発現が異なって上昇しており、双方の差につながると考えられるが、その上流に関しては今後の課題である。