広島大学大学院医歯薬保健学研究科の宿南 知佐教授、同理学研究科の山本 卓教授、京都大学ウイルス?再生医科学研究所の近藤 玄教授らの研究グループは、椎間板の成熟に、PAX1/9と厂翱齿9によるアグリカン遺伝子の発現制御が重要であることを解明しました。
ヒトの脊椎は、7个の頚椎、12个の胸椎、5个の腰椎、および仙骨と尾骨からなり、椎间板により隣接する椎骨が互いに连结されています(図1)。ゲル状の髄核(※5)とそれを取り囲む线维轮(※6)および终板软骨から构成されている椎间板(図2)は、外力を吸収するショックアブソーバーとしての役割を果たしています。无血管であるため、加齢や过剰な力学的ストレスによって损伤すると、机能的な回復が难しく、再生医疗の重要な标的の一つとなっています。
本研究では、椎间板の弾力性を维持するために欠かせないアグリカンの遗伝子発现を制御する主要なエンハンサー(※7)において、転写因子PAX1/9と厂翱齿9が近接する結合部位を競合することによって、転写を調節していることが明らかになりました。
今回の结果から、笔础齿1/9の発现を调节することによって、椎间板の成熟を制御することが出来る可能性が示唆されました。
本研究成果は、「Scientific Reports」オンライン版に掲載されました。
(※1) 転写因子
顿狈础の転写を制御する领域に塩基配列特异的に结合するタンパク质。细胞の核内で顿狈础から搁狈础への転写を促进または抑制することで、他の遗伝子の発现を制御するという重要な働きを持つ。
(※2) PAX1/9
ペアードドメインと呼ばれる顿狈础结合ドメインを持つ転写因子で、哺乳动物には9种类存在する。笔础齿1と笔础齿9は同じサブファミリーに属する転写因子で、脊椎の形成に関与している。
(※3) SOX9
软骨分化や性分化を制御する転写因子で、贬惭骋ボックスを有する。
(※4) アグリカン
分子量约2,500办顿补の巨大なケラタン/コンドロイチン硫酸プロテオグリカンで、软骨や椎间板などに存在する。コア蛋白质に负に帯电したグリコサミノグリカン锁を多数结合させることで、组织内に高い浸透圧を生じさせ、软骨などで圧负荷に対する抵抗性を与えている。
(※5) 髄核
椎间板の中心部にある水分の豊富なゲル状の组织で、発生过程に脊髄の下に见られる棒状の支持组织である脊索の遗残である。
(※6) 線維輪
髄核を包み込んで、脊椎骨を强固に连结するコラーゲン线维を含む线维软骨が主成分の弾性に富む组织。
(※7) エンハンサー
遗伝子の転写量を増加させる作用を持つ顿狈础领域。
図1. 脊椎の断面図
図2. 脊椎骨と椎間板
＜研究に関すること＞
広島大学大学院医歯薬保健学研究科 医歯薬学専攻 生体分子機能学
教授 宿南 知佐
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掲載日 : 2019年03月15日
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