Role of Aggrecan in the postnatal development of bone and cartilage.

聚集蛋白聚糖在骨和软骨的产后发育中的作用。

基本信息

批准号：
19K09649
负责人：
大橋俊孝
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Okayama University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19K09649/
关键词：
アグリカン軟骨細胞生後発達遺伝子改変マウス軟骨

项目摘要

生後発達および生体恒常性維持におけるAcanの役割を明らかにするため，Acanfl/flマウスを作製し，タモキシフェン(TAM)誘導性時期特異的Acan全身ノックアウトマウスを樹立した．アグリカンの欠損がECMネットワークの乱れがECMの硬さとTGFβスーパーファミリーの発現に影響し軟骨細胞の増殖分化に影響するという仮説を立て，これを同モデルで検証することを行っている．これまでの主な成果として，透過電子顕微鏡観察から上記ノックアウトマウス脛骨成長板の軟骨細胞の形態異常・カラム配列の乱れ・肥大軟骨層のアポトーシス亢進を認め，アグリカンが生後の骨成長に重要であることを明らかにした．成長板の軟骨細胞が増殖すべきところ、周囲のアグリカンが欠損することにより、異常な細胞接着を生じ，細胞分裂からの細胞形態の平坦化と層状化を阻害していると仮説を立て、そのメカニズムを検討中である．また我々は，Acan挿入変異マウス(AcaniE5/iE5)を作製し、椎間板（IVD）の細胞外マトリックスの変化について報告した．特にAszodi博士との共同研究により，原子間力顕微鏡によるECMの硬さの解析を行い，野生型IVD ECMの柔らかいプロテオグリカン部分と硬いコラーゲン線維に起因する二峰性の硬さ分布が明らかになった．AcaniE5/iE5マウスでは、アグリカンの喪失により、すべてのIVDゾーンでヤング率（縦弾性係数）高い値へと著しくシフトした．アグリカンは、IVDと椎骨の組織の適切な硬さの決定と維持に極めて重要であると結論した．

为了阐明ACAN在生物体内稳态的产后发育和维持中的作用，制备了Acanfl/FL小鼠，并建立了他莫昔芬（TAM）诱导的特异性ACAN全身敲除小鼠。我们已经假设Aggrecan缺乏会影响ECM网络对ECM刚度和TGFβ超家族的表达，并影响软骨细胞的增殖和分化，并且我们使用相同的模型对此进行了测试。到目前为止，已经通过透射电子显微镜观察到了主要结果，敲除小鼠的胫骨生长板的异常形态，无序的柱排列以及肥厚软骨层中凋亡的增加，表明脂肪对后骨生长很重要。我们假设，当生长板中的软骨细胞应生长时，周围的脂肪会缺乏，导致异常细胞粘附，抑制细胞分裂细胞形态的变平和分层，并正在研究机制。我们还产生了ACAN插入突变体小鼠（Acanie5/IE5），并报告了椎间盘（IVD）的细胞外基质的变化。特别是，与Aszodi博士进行的联合研究使用原子力显微镜分析了ECM的硬度，揭示了由野生型IVD ECM的软蛋白聚糖部分和硬胶原纤维纤维引起的双峰硬度分布。在Acanie5/IE5小鼠中，脂肪can的损失导致所有IVD区域中较高的Young模量（纵向弹性模量）的显着转变。我们得出的结论是，Aggrecans对于确定和维持IVD和椎体组织的适当刚度至关重要。