Runx2遺伝子の軟骨細胞特異的エンハンサーの同定とその制御機構の解明

Runx2基因软骨细胞特异性增强子的鉴定及其调控机制的阐明

基本信息

批准号：
26253084
负责人：
小守壽文
金额：
$ 10.23万
依托单位：
Nagasaki University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-01 至 2015-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-26253084/
关键词：
転写因子骨芽細胞軟骨細胞 Runx2 エンハンサー Galnt3 Cbfb

项目摘要

Runx2は、骨芽細胞分化および軟骨細胞後期分化に必須な転写因子である。したがって、Runx2は、骨芽細胞分化を誘導することにより骨形成を促進させることができるが、その反面、関節軟骨等の永久軟骨を破壊し、変形性関節症の原因ともなる。Runx2を骨粗鬆症や変形性関節症の治療に応用するためには、骨ではRunx2を誘導し、軟骨ではRunx2を抑制する必要がある。これを実現するために、Runx2遺伝子の発現機構を解明することにした。まず、Runx2遺伝子領域の200kbを含むDNAを用いて、GFPトランスジェニックマウスを作製、Runx2の生理的発現を再現できた。次にこの200kbを順次欠失させて行き、骨芽細胞あるいは軟骨細胞でRunx2の発現が消失する領域を特定した。この領域から、骨芽細胞特異的発現に必要なDNA（エンハンサー）を特定した。さらにこのエンハンサーを活性化させる分子群を同定、エンハンサーの活性化機構を明らかにした。Runx2の軟骨細胞での機能を明らかにするため、軟骨細胞でRunx2によって誘導される分子群を同定した。その中の一つGalnt3は、タンパク質にムチン型の糖鎖を付加する酵素である。Galnt3のノックアウトマウスおよび軟骨細胞特異的トランスジェニックマウスを作製し、Galnt3は、軟骨細胞後期分化を促進させること、軟骨の代表的な基質蛋白質アグリカンの蓄積には負に働くことを明らかにした。Runx2とヘテロダイマーを形成する共役因子Cbfbの骨格形成における機能を明らかにするため、骨芽細胞・軟骨細胞の前駆細胞でCbfbを欠失させたコンディショナルノックアウトマウスを作製した。Cbfbは、Runx2のみならず、Runxファミリー遺伝子（Runx1, 2, 3）の蛋白の安定性を高めることによって、骨格形成に重要な役割を果たすことを明らかにした。

Runx2是整骨分化和亚棒细胞分化的基本转录因子。因此，Runx2可以通过诱导骨芽来促进骨形成，但也会破坏永久软骨，例如关节软骨，从而导致关节变形。为了将Runx2应用于骨质疏松和骨关节炎的治疗，有必要在软骨中引导骨骼和Runx2中的Runx2。为了实现这一目标，我们决定阐明Runx2基因的表达。首先，使用runx2基因区域中含有200KB的DNA创建GFP转基因小鼠，然后再现Runx2的生理表达。接下来，逐渐丢失了200Kb，并且发现了runx2表达的区域因成骨细胞或软骨细胞消失。从该区域，鉴定出钻孔特异性表达所需的DNA（增强子）。此外，鉴定了激活增强子的分子群，并揭示了增强子的激活机制。为了阐明Runx2软骨细胞的功能，通过软骨细胞鉴定了由Runx2诱导的分子基。 GALNT3之一是一种酶，可在蛋白质中添加粘蛋白形糖链。产生了GALNT3的基因敲除小鼠和软骨细胞特异性转基因小鼠，Galnt3表示，它将对促进软骨细胞和累积软骨的典型底物凝聚剂负面影响。为了阐明形成Runx2和异二聚体的CBFB骨骼形成的功能，这是一种有条件的基因敲除小鼠，它与成骨细胞和软骨细胞的前体细胞失去了CBFB。 CBFB表明，不仅RUNX2，而且Runx家族基因的稳定性（Runx1，2，3）蛋白在骨骼形成中起着重要作用。

项目成果

期刊论文数量（10）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

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长崎大学细胞生物学系主页

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Novel Hedgehog Agonists Promote Osteoblast Differentiation in Mesenchymal Stem Cells

DOI：
10.1002/jcp.24823
发表时间：
2015-04
期刊：
Journal of Cellular Physiology
影响因子：
5.6
作者：
Takashi Nakamura;M. Naruse;Y. Chiba;T. Komori;K. Sasaki;M. Iwamoto;S. Fukumoto
通讯作者：
Takashi Nakamura;M. Naruse;Y. Chiba;T. Komori;K. Sasaki;M. Iwamoto;S. Fukumoto

Runx2遺伝子の骨芽細胞特異的発現制御機構

Runx2基因的成骨细胞特异性表达调控机制

DOI：
发表时间：
2014
期刊：
影响因子：
0
作者：
小守　寿人;川根　哲也;森石　武史;高田　美生;小守　壽文
通讯作者：
小守　壽文

骨細胞と骨代謝制御

骨细胞和骨代谢控制

DOI：
发表时间：
2014
期刊：
影响因子：
0
作者：
松岡広大;飯嶋　徹;居波賢二他;小守　壽文
通讯作者：
小守　壽文

セレンディピティ、Runx2との出会い

Serendipity 遇上 Runx2

DOI：
发表时间：
2014
期刊：
影响因子：
0
作者：
Servalli;M.; Luzia;G.; Sakamoto;J.; Schlueter;A. D.;小守　壽文
通讯作者：
小守　壽文

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通讯作者：
楊孟雨，溝口利英，宇田川信之，松尾光一，小守壽文，森石武史，小林泰浩，高橋直之

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0
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通讯作者：
Komori T