Physiological roles of BMP2 in meniscus homeostasis

BMP2 在半月板稳态中的生理作用

基本信息

批准号：
21K09196
负责人：
辻邦和
金额：
$ 2.75万
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 Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K09196/
关键词：
半月板 BMP TGFb 形成再生恒常性軟骨骨形成因子

项目摘要

半月板は膝関節機能の維持に必須の組織であるにも関わらず、その形成、成熟、恒常性の分子機序は未だ明らかとされていない。私たちはこれまでに、マウス胎仔肢芽の間葉組織特異的に骨形成因子BMP2を欠損させると、半月板原基の軟骨分化が非常に強く阻害され、円板状半月板様の形態異常が生じることを明らかとしてきた。一方で同時期の膝関節軟骨の形成は正常に観察されることから、膝関節組織の発生過程で、BMP2は半月板の形成を特異的にかつ厳密に制御していると考えられる。本研究の目的は、半月板形成過程におけるBMP/TGFbの情報伝達経路を詳細に解析し、その形成、恒常性、さらに損傷後修復の過程における生理機能解析を行うことである。更にその知見を半月板修復、再生医療へ還元することを目的とする。本研究の目的から、本研究期間内において、マウスの内側半月板前方1/2切除モデルを用いて半月板の再生過程の組織学的解析を行った。また、その過程でTGFb/BMPファミリー分子がどのような生理機能の有しているか解析するために、In situ hybridization法を用いたリガンド、受容体の時空間的発現解析を施行中である。さらに間葉系幹細胞の凝集塊に対して軟骨分化誘導をかけた時にTGFb/BMPファミリー分子がどのような遺伝子の活性化を行うか網羅的に解析することを目的として、total RNA sequence解析を行った。その結果、間葉系細胞の軟骨分化誘導過程におけるTGFb/BMPファミリー分子の標的遺伝子の同定を行った。その結果を元に、半月板の形成、再生、恒常性におけるTGFb/BMPファミリー分子の生理機能に関する考察を行った。

尽管半月板是维持膝关节功能的重要组织，但其形成、成熟和稳态的分子机制尚未阐明。我们之前已经表明，当小鼠胚胎肢芽间充质组织中骨形态发生因子BMP2被特异性删除时，半月板原基的软骨分化受到强烈抑制，导致盘状半月板样形态异常。发生。另一方面，由于在同一时期正常观察到膝关节软骨的形成，因此认为BMP2在膝关节组织的发育过程中特异性且严格地控制半月板的形成。本研究的目的是详细分析半月板形成过程中的BMP/TGFb信号传递通路，分析其在形成、稳态及损伤后修复过程中的生理功能。此外，目标是将这些知识应用于半月板修复和再生医学。为了本研究的目的，我们使用小鼠模型对半月板再生过程进行了组织学分析，其中在研究期间去除了内侧半月板的前半部分。此外，为了分析TGFb/BMP家族分子的生理功能，我们正在利用原位杂交进行配体和受体的时空表达分析。此外，我们进行了总RNA序列分析，目的是全面分析当间充质干细胞Ta聚集体中诱导软骨分化时哪些基因被TGFb/BMP家族分子激活。结果，我们鉴定了TGFb/BMP家族分子在诱导间充质细胞软骨分化过程中的靶基因。基于这些结果，我们讨论了TGFb/BMP家族分子在半月板形成、再生和稳态中的生理功能。