ラット破骨細胞におけるプロテアーゼの活性化と分泌の制御機構

• Project/Area Number: 08770012
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: General anatomy (including Histology/Embryology)
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 大澤 良之 大阪大学, 医学部, 助手 (30273642)
• Project Period (FY): 1996
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1996)
• Budget Amount: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 1996: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
• Keywords: osteoclasts / cysteine proteinases / osteoperosis / immunohistochemistry

Research Abstract

骨基質分解に重要な役割を担っているリソゾームシステインプロテアーゼであるカテプシンB、H、LおよびカテプシンDの局在をラット破骨細胞で免疫組織化学法を用いて共焦点レーザー顕微鏡で観察し、また凍結超薄切を作成し金コロイド法を行なった。その結果、これら酵素は破骨細胞内の空胞および細胞外の吸収窩に局在し、またこれら酵素の前駆体蛋白は細胞にのみ局在した。またシステインプロテアーゼの特異的阻害剤であるCA030、CA074をラットに100mg/kg、5日間投与し同酵素の発現様式を検索した結果、細胞内に粗大顆粒状の局在を示し、吸収窩での免疫反応性が減弱した。また、ラット脛骨から得られた初代破骨細胞を象牙片上で培養し、さらに同阻害剤を添加した培地で24時間培養すると象牙片上の吸収窩の形成が抑制された。これらの結果から考察すると、骨基質の分解は前駆体から活性を有する成熟型の酵素に変換されたシステインプロテアーゼにより行なわれると考えられ、また阻害剤を用いた実験から骨基質の分解には特にカテプシンLが重要な役割を有することがわかった。さらに骨粗鬆症のモデルとして低Ca食を与えたラットを作製し、同様の検索を行なったところ、単位面積当たりの破骨細胞の数の増加が見られたと共に各酵素の免疫反応性が増加しており、同酵素が関与する骨基質分解が亢進していることが示唆された。
現在、分離した初代破骨細胞を^<35>Sメチオニンでパルスラベルを行ない各酵素の細胞外分泌機構について解析中である。