キメラの内軟骨性骨化モデルを利用した骨芽細胞分化における血管の役割解明

使用嵌合软骨内骨化模型阐明血管在成骨细胞分化中的作用

• 批准号: 18659539
• 负责人: 豊澤 悟
• 金额: $ 1.98万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18659539/
• 关键词: キメラ; 内軟骨性骨化; 血管; 幹細胞

「肥大化軟骨内の血管には、肥大化軟骨との相互作用の結果、骨芽細胞分化を引き起こす何らかの条件が備わっている」との仮説を立て、軟骨内骨化の骨芽細胞分化における血管の役割を検討し、肥大化軟骨内の血管と他の軟組織に見られる血管との違いを検討した。すなわち、ニワトリの軟骨をヌードマウスの背部に移植し、ニワトリの軟骨内でマウスの血管周囲からマウスの骨芽細胞が分化するキメラの内軟骨性骨化モデルを作製した。遺伝子発現解析の結果、ニワトリの軟骨からBMP-2、マウスの血管からBMP-2、BMP-4、VEGF、FGF-2が高率に発現していることが分かった。そこで,軟骨から産生されているBMP-2と、血管新生を促進させるVEGFを添加した寒天をビニル筒に入れて、ヌードマウスの皮下に挿入し、マウスの血管の侵入と骨芽細胞の分化を検討した。その結果、ビニル筒の皮下挿入後1週間後に寒天内に血管侵入はみられたが、その後4週間観察したが、ビニル筒内の寒天培地内に骨形成は見られなかった。さらに、ビニル筒の中の血管が侵入した寒天の免疫染色を行ったところ、寒天内の血管周囲にRunx2陽性核を有する紡錘形細胞を散在性に認められ、骨芽細胞系譜細胞の存在が示唆された。また、寒天内に骨形成が観察されないことから、これらの骨芽細胞系譜細胞が骨芽細胞には分化・成熟していないと考えられた。そこで、上記の血管侵入した寒天をそのままシャーレに移して、石灰化実験に用いる石灰化培地を用いて骨形成能を検討したが、骨形成や石灰化物は認められなかった。従って、軟骨内骨化過程の骨芽細胞分化には、サイトカイン以外にも細胞接触などの微小環境などの検討も必要であることが考えられた。

我们假设“肥大软骨内的血管具有由于与肥大软骨相互作用而诱导成骨细胞分化的某些条件”，并且我们假设软骨内骨化中的血管参与成骨细胞分化。肥厚软骨中的血管以及肥厚软骨中的血管与其他软组织中的血管之间的差异。即，将鸡软骨移植到裸鼠背部，建立嵌合软骨内骨化模型，其中小鼠成骨细胞从鸡软骨内的小鼠血管周围分化出来。基因表达分析显示，BMP-2在鸡软骨中高表达，BMP-2、BMP-4、VEGF和FGF-2在小鼠血管中表达。因此，我认为将含有软骨产生的BMP-2和促进血管生成的VEGF的琼脂放入乙烯基管中并插入裸鼠皮下以诱导血管侵袭和成骨细胞分化。结果，皮下插入乙烯基圆筒1周后，在琼脂中观察到血管侵入，但观察4周后，在乙烯基圆筒内部的琼脂培养基中未观察到骨形成。此外，当我们对乙烯基圆筒内血管侵入的琼脂进行免疫染色时，我们在琼脂的血管周围发现了分散的带有Runx2阳性细胞核的纺锤形细胞，表明存在成骨细胞谱系细胞。此外，由于在琼脂中没有观察到骨形成，因此认为这些成骨细胞谱系细胞尚未分化并成熟为成骨细胞。因此，将血管侵入的琼脂直接转移到培养皿中，使用钙化实验中使用的钙化培养基检查骨形成能力，但没有观察到骨形成或钙化物质。因此，认为软骨内骨化过程中成骨细胞的分化除了细胞因子外还需要考虑细胞接触等微环境。

项目成果

DMP1添加I型コラーゲンを用いた骨再生材料の検討

使用添加 DMP1 的 I 型胶原蛋白检查骨再生材料

• 发表时间: 2007
• 作者: 香川良介;岸野万伸;結城美智子;その他
• 通讯作者: その他

Expression of ameloblastin during enamel formation in a crocodile.

鳄鱼牙釉质形成过程中成釉细胞的表达。

• 发表时间: 2006
• 期刊: J Exp Zoolog B Mol Dev Evol. 306
• 作者: Shintani;S;金谷直子;新谷誠康
• 通讯作者: 新谷誠康

Identification and characterization of matrix metalloproteinase-20 (MMP20; enamelysin) genes in reptile and amphibian.

• DOI: 10.1016/j.gene.2006.11.014
• 发表时间: 2007-05
• 期刊: Gene
• 影响因子: 3.5
• 作者: S. Shintani;Mitsuhiko Kobata;N. Kamakura;S. Toyosawa;T. Ooshima

Cbf beta regulates Runx2 function isoform-dependently in postnatal bone development.

• 发表时间: 2006
• 期刊: Developmental biology
• 影响因子: 2.7
• 作者: Naoko Kanatani;T. Fujita;R. Fukuyama;Wenguang Liu;C. Yoshida;T. Moriishi;K. Yamana;T. Miyazaki;S. Toyosawa;T. Komori

Multiple osseous dysplasia arising from impacted teeth : report of a case associated with odontogenic lesions.

阻生牙引起的多发性骨发育不良：与牙源性病变相关的病例报告。

• 发表时间: 2006
• 期刊: J Oral Pathol Med 35・7
• 作者: Iida S;Kishino M;Sakai T;Ishida H;et al.
• 通讯作者: et al.