紹介演題 [1]
A Novel Cell Population Contributing to Appositional Growth of Growth Plate in Postnatal Mice

研究グループ

Yu Usami¹, Aruni Gunawardena², Noelle Francois², Hajime Takano², Satoru Otsuru³, Masahiro Iwamoto⁴, Wentian Yang⁵, Satoru Toyosawa¹, * Motomi Enomoto-Iwamoto⁶.

• 1. Osaka University
• 2. Children's Hospital of Philadelphia
• 3. Nationwide Children's Hospital
• 4. University of Maryland Baltimore
• 5. Brown University
• 6. University of Maryland Baltimore

サマリー＆コメント

Wnt/β-catenin signalingは、骨・軟骨の成長に重要な役割を担っている。演者らはWnt/β-catenin signalingのターゲット遺伝子であるAxin2の下流にCreERを有するAxin2CreERマウスとRosaZsGreenマウスを用いてAxin2CreER;ZsGreenマウスを作製し、骨端部軟骨における軟骨幹細胞の同定を試みた。
生後6日目にタモキシフェンを投与し、その3日後から9週にかけてZsGreen(ZsG)陽性細胞の末裔を追跡した。タモキシフェン投与後3日では、Ranvier's grooveと呼ばれる成長板軟骨辺縁に位置する軟骨膜、および軟骨膜に接する成長板軟骨辺縁にZsG陽性細胞が多く観察された。その後、それらZsG陽性細胞は成長板辺縁部から内側に広がり、タモキシフェン投与後9週で成長板軟骨の辺縁部1/4を占めた。このことから、Axin2CreER;ZsGreenマウスシステムでZsG陽性となる細胞には、生後の成長板軟骨の成長に関わる幹細胞が含まれていることが明らかとなった。さらに、詳細な組織学的解析により、成長板軟骨辺縁とRanvier's grooveの間に扁平な細胞（以下、flat cell）が認められ、それらの細胞は軟骨基質内に存在し、Sox9陰性で、幹細胞マーカーの一つであるalpha 5 integrin陽性、細胞周期の回転が遅いslow-cycle cellであることが明らかになり、成長板軟骨幹細胞の候補と考えられた。
そこで演者らはRanvier's grooveとその周囲組織からZsGreen陽性細胞から細胞を分離し、FACS解析を行ったところ幹細胞の性質があることが示唆された。また培養を行ったところ、軟骨細胞あるいは骨芽細胞への分化が示され、軟骨・骨芽細胞幹細胞であると推測された。
次に、軟骨細胞特異的系譜解析が可能であるCol2CreER;ZsGreenマウスで同様の解析を行った。いずれの時期を解析しても、幹細胞の候補と考えられたflat cellを含む軟骨細胞は全てZsGreen陽性、かつ、Ranvier’s grooveの細胞はZsGreen陰性であり、経時的な成長板軟骨へのZsGreen陰性細胞の関与は確認されなかった。さらにRanvier's grooveの細胞を追跡可能なCtskCreER;ZsGreenマウスで同様の解析を行った。いずれの時期を解析しても、軟骨細胞は概ねZsGreen陰性、Ranvier’s grooveの細胞はZsGreen陽性であり、このCtskCreER;ZsGreenマウスシステムにおいても経時的な成長板軟骨へのZsGreen陽性細胞の関与は確認されなかった。このことから、生後の成長板軟形成に関わる軟骨幹細胞はRanvier's grooveに存在する非軟骨細胞に由来する細胞群ではなく、Ranvier's grooveと成長板軟骨の間に存在するflat cellである可能性が支持された。
最後に演者らは、ZsGreen陽性細胞でβ-cateninが非活性となるAxin2CreEr; β-catenin^fl/flマウスを作製し、Axin2発現細胞特異的にβ-cateninシグナルをノックアウトしたところ、成長板軟骨の外側近傍に異所性の軟骨細胞の集塊が認められた。この結果はβ-cateninシグナルがRanvier's groove周辺で軟骨幹細胞の幹細胞性維持に寄与していること示唆している。
以上より、Axin2CreER;ZsGreenで追跡したZsGreen陽性細胞は、生後の成長板軟骨における外側方向への軟骨付加成長に関与し、Ranvier's grooveとその周囲が重要な幹細胞nicheである可能性が示された。

解析が非常に丁寧で、経時的変化をとてもきれいな組織写真、蛍光免疫染色写真で提示されていた。きれいで正確な形態像は、多くの情報を伝えるとともに、聴衆への説得力につながる非常に重要な要素であると実感した。これに関しては日本人の手先の器用さ、きめ細やかさは世界と戦える武器であろう。ASBMRでの演題発表はこの研究機関の研究代表者がされていたが、研究をメインで行っているのは私と同じラボの先輩であり、アメリカ留学時から継続してこの研究を続けている。この素晴らしい研究をされた先輩を、今まで以上に尊敬できるようになった。

紹介演題 [2]
Resting Zone of the Growth Plate Harbors a Unique Class of Skeletal Stem Cells

研究グループ

Noriaki Ono¹, Koji Mizuhashi¹, Henry Kronenberg², Wanida Ono¹.

• 1. University of Michigan School of Dentistry
• 2. Massachusetts General Hospital / Harvard Medical School

サマリー＆コメント

Skeletal stem cellは、軟骨細胞、骨芽細胞、骨髄間質細胞などを供給することによって骨の成長や維持、修復を調整していると考えられている。しかしながら生体組織において 、skeletal stem cellの局在は明らかではない。演者らは、副甲状腺ホルモン関連タンパクであるparathyroid hormone-related protein (PTHrP) CreERマウスとtdTomatoマウスを用いてPTHrP;tdTomotoマウスを作製し、skeletal stem cellの同定を試みた。タモキシフェン注射後の早期には、tdTomoto陽性は静止軟骨細胞のみにみられ、大部分はEdUに陰性を示したことより、静止軟骨細胞に特異的にtdTomato陽性となると推測された。タモキシフェン注射数週間後には、肥大軟骨細胞や骨芽細胞にtdTomoto陽性が認められ、PTHrPを発現する静止軟骨細胞から分化したと推測された。成長板軟骨細胞よりtdTomoto陽性細胞を分離し培養したところ、in vivoと同様に、基質を産生する軟骨細胞や骨芽細胞への分化が認められた。これらのことより、PTHrPを発現する静止軟骨細胞はskeletal stem cellであると考えられた。