Kagoshima University · Graduate School of Medical and Dental Sciences · 特任准教授

Research keywordsosteoblast differentiation・BMP・TGF-β・軟骨細胞分化・骨芽細胞分化・後縦靱帯骨化症・COL11A2・CDC5L

This is a public-data preview. Personalized fit, contact angles, and saved workflows require sign-in.

• Tawaratsumida H, Iuchi T, Masuda Y, Ide T, Maesako S, Miyazaki T, Ijuin T, Maeda S, Taniguchi N . Zoledronate alleviates subchondral bone collapse and articular cartilage degeneration in a rat2024 · 記述言語： 英語 出版者・発行元： Osteoarthritis and Cartilage Objective: To evaluate the humeral head bone volume of patients with cuff tear arthropathy (CTA) and examine the therapeutic effect of zoledronate in a rat modified model of CTA (mCTA). Design: The bone mass in patients with CTA was measured using Hounsfield units from CT images. The mCTA was induced by transecting the rotator cuff, biceps brachii tendon, and superior half of the joint capsule in adult rat shoulders. A single subcutaneous injection of zoledronate was followed by bone histomorphometry and immunohistochemistry of the humeral head, as well as the Murine Shoulder Arthritis Score (MSAS) assessment. Results: The humeral head bone volume was decreased in patients with CTA. In the mCTA model, M1 macrophages were increased in the synovium and were decreased by zoledronate treatment. The increased expressions of TNF-α, IL-1β and IL-6 in mCTA synovium and articular cartilage were suppressed in the zoledronate-treated mCTA group. The expression of catabolic enzymes in the articular cartilage and MSAS showed similar results. The zoledronate-treated mCTA group showed a decreased subchondral bone collapse with a decreased RANKL/OPG expression ratio and a suppressed number of osteoclasts compared with the control mCTA group. The enhanced expressions of HMGB1 and S100A9 in the mCTA shoulders were eliminated in the zoledronate-treated mCTA group. Conclusions: The humeral head subchondral bone was decreased in patients with CTA. In the mCTA model, the collapse and osteoarthritic changes were prevented by zoledronate administration. Zoledronate seemed to suppress the number of M1 macrophages in the synovium and osteoclasts in the subchondral bone. DOI： 10.1016/j.joca.2024.08.005 Scopus PubMed
• Nakano N, Tashiro E, Shimada T, Ebisawa M, Kojima S, Ayabe K, Yamamoto Y, Maeda S, Itoh F, Itoh S . Involvement of mitogen- and stress-activated protein kinase (MSK)1 in BMP-6-induced c2024 · 記述言語： 英語 DOI： 10.1016/j.jbc.2024.107806 PubMed
• Ijuin T, Iuchi T, Tawaratsumida H, Masuda Y, Tokushige A, Maeda S, Taniguchi N . Development of a novel animal model of rotator cuff tear arthropathy replicating clinical features of progressi2023 · 記述言語： 英語 出版者・発行元： Osteoarthritis and Cartilage Open Objective: To establish an animal model of modified cuff tear arthropathy (mCTA) in order to better replicate the pathophysiology associated with rotator cuff tear-induced humeral head collapse. Design: mCTA was induced by transection of the rotator cuff, the long head of the biceps brachii (LHB), and superior half of the joint capsule in the right shoulder of 12-week-old rats; the left shoulder underwent sham surgery. The severity of CTA was quantitated using the Murine Shoulder Arthritis Score (MSAS). The trabecular bone of the humeral head and metaphysis was analyzed using bone histomorphometry. The expression of proinflammatory cytokines and catabolic enzymes was evaluated immunohistochemically. Results: In the mCTA model, the MSAS increased starting from 2 weeks after induction, and there was notable subchondral bone collapse with fibrous cells at 4 weeks. The mCTA cartilage exhibited positive staining for TNF-α, IL-1β/6, MMP-3/13, and ADAMTS5. The trabecular bone volume was reduced not only in the subchondral bone but also in the metaphysis of the humeri, and bone resorption was enhanced in these areas. In the collapsed subchondral bone, both bone formation and resorption were increased. The fibrous cells showed expression of TNF-α, IL-6, and MMP-13, along with specific markers of mesenchymal stem cells. Furthermore, the fibrous cells showed osteoblastic characteristics (RUNX2-positive) and expressed RANKL. Conclusions: The LHB and the capsuloligamentous complex are critical stabilizers of the glenohumeral joint, serving to prevent the advancement of CTA following massive rotator cuff tears. Fibrous cells appear to play a role in the humeral head bone resorption. DOI： 10.1016/j.ocarto.2023.100389 Scopus PubMed
• 城光寺 豪, 前田 真吾, 大石 一樹, 伊集院 俊郎, 中島 正宏, 俵積田 裕紀, 河村 一郎, 冨永 博之, 武冨 榮二, 池川 志郎, 谷口 昇 . 脊椎後縦靱帯骨化症原因候補遺伝子であるCDC5LはSOX9、COL2A1、WEE1のpre-mRNAスプライシングを調整し初期軟骨細胞分化と細胞増殖を促進する . 日本骨代謝学会学術集会プログラム抄録集39回2021 · 記述言語： 日本語 出版者・発行元： (一社)日本骨代謝学会

• 新規サルコペニア関連マイオカインとオステオカインの検索2022 · 配分額： 3900000円 （ 直接経費： 3000000円 、 間接経費： 900000円 ）
• シングルセル解析技術に立脚した傍脊柱靱帯の構成細胞解析と後縦靭帯骨化症の病態解明2021 · 配分額： 4290000円 （ 直接経費： 3300000円 、 間接経費： 990000円 ） 後縦靭帯骨化症(OPLL)は進行性の後縦靭帯の骨化により脊髄が圧迫される原因不明の難病であり、本邦の有病率は約3%と比較的頻度が高い。頚椎OPLLのゲノムワイド関連解析（GWAS）によって疾患感受性候補遺伝子の1つとしてRSPO2が同定され、当研究室はその機能解析を担当してきた。その中で、RSPO2はWNTシグナルを介して骨・軟骨分化を制御するだけでなく、靭帯組織周辺の組織幹細胞で強く発現し、stemnessの維持に関与している可能性を見出した。本研究ではシングルセル解析を駆使してヒト傍脊柱靭帯を構成する細胞の種類と比率を調べ、OPLL患者の靱帯に特有の細胞の動態を解明するとともに、RSPO2とその受容体を発現する細胞の種類を検証する。それらを踏まえ、RSPO2が靱帯構成細胞に及ぼす作用を細胞種ごとにin vitroで解析した上で、マウス腱骨化モデルを用いてin vivoで統合的に検証してきた。2021年度は独自のマウス腱骨化モデルにおけるシングルセル解析に加え、RSPO2を発現する細胞のトラッキングを行い、このプロジェニターがどのような挙動を示すのかを追跡した。また公共データベースにデポジットされているマウス腱障害モデルのシングルセル解析のデータも用いて比較解析を行い、RSPO2陽性のサブセットがどのような性質を有するかについて広く解析を行った。手術サンプルからヒト靭帯細胞を単離し、様々な分化系においてRSPO2の機能解析も行い、異所性軟骨内骨化における方向性を検討した。
• メラトニン欠乏に起因した側弯症の病態解明：原因候補遺伝子Tbx1との機能解析2021 · 配分額： 3900000円 （ 直接経費： 3000000円 、 間接経費： 900000円 ） メラトニンと脊柱側弯症の関連は報告されており、まず下流の経路で側弯に至る機序を解明すべく、本邦における大規模ゲノムワイド関連解析で候補となったTbx1遺伝子の関連を確認した。側弯症の原因器官も明らかではないため、骨芽細胞モデルとしてST-2細胞、MC3T3E1細胞、軟骨モデルとしてATDC5細胞を筋モデルとしてC2C12細胞を用い、それぞれの分化における発現変動を確認したが、変化が微弱な事から、Tbx1の役割は限定的であると判断した。 脳質のReisssner’s fiberに存在するSCO-spondin（Sspo）と側弯形成、松果体とSspoの関係、SspoとUTS2Rとの関連はそれぞれ報告されているが、どのような機序で側弯を形成させているかは不明である。そこでUTS2Rの機能解析を進める事にした。内因性UTS2Rの発現をST-2、MC3T3E1、ATDC5、C2C12及びMSCを用い、それぞれの分化おけるUTS2Rの挙動を確認すると、C2C12とMSCの分化とともに変化した。UTS2R のリガンドであるUrotensinおよびUTS2Rの阻害剤、そしてUts2r siRNAを用い、その分化表現型をReal time PCRと免疫染色を用いて確認した。阻害剤暴露によりMyf1とMyf7はともに抑制され、siUts2rを用いたloss of function実験でもMyf1とMyf7はともに抑制された。問題点として筋分化のどの時点で影響しているかが判明しておらず、その表現型や再現性を確立している。In vitroにおけるUTS2Rの関与が確認し、KOマウスを入手して表現型を確認する予定である。 筋分化における側弯形成の標的組織として筋が関与していることが示唆され、松果体―Sspo ―UTS2R を介したメカニズムにより筋原性に側弯症が引き起こされる可能性が示唆された。
• 肩腱板enthesis再生のためのSox9/Scx標的遺伝子検索と機能解析2020 · 配分額： 4290000円 （ 直接経費： 3300000円 、 間接経費： 990000円 ） 本研究目的は、Sox9とScxが協調的に誘導する標的遺伝子を同定し、in vitroとin vivoでその機能、すなわちenthesis再生における役割を解析する事である。腱板修復にはenthesis再生が不可欠である事、enthesis形成にはSox9+/Scx+ statusの細胞が重要である事に立脚し、Sox9とScxが協調的に誘導する未知のenthesisマスター因子と呼ぶべき特異的遺伝子を同定し、これを治療分子標的として機能評価する事である。その観点に立ち、まずSox9とScxを同時に誘導できる因子の検索を行った。マウス間葉系幹細胞(MSC)、ATDC5細胞、そしてC3H/10T1/2細胞など、軟骨細胞腱細胞両分化ポテンシャルを持つ細胞を用いた。Enthesis再生にTGF-βとBMP(共にTGF-βファミリー分子群)の必要性が報告されているので、商品ベースで購入可能な各種TGF-βファミリー・リガンド(TGF-β1, TGF-β2, TGF-β3, myostatin, activin A, BMP-2, BMP-3, BMP-6, BMP-9, BMP-10, BMP-14, GDF-3, GDF-6, GDF-7, GDF-9, GDF-15, nodal, inhibin A, Lefty A)をそれぞれ添加して、より強力な誘導因子を検索した。その結果、TGF-β1, TGF-β2, myostatin, activin AにSox9/Scx double positive状態を誘導する能力があることが分かった。 一方、Sox9とScxの共通標的遺伝子を検索するためのツールとして、両者の発現ベクター、アデノウイルス、アデノ随伴ウイルス(AAV)の作製に着手し、進行中である。

• Official profile