骨改造過程における骨芽細胞の多様性に関する分子生物学的免疫組織学的検討

1990 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 01570995
• Research Institution: Showa University
• Principal Investigator: 池田 通 昭和大学, 歯学部, 助手 (00211029)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山口 朗 昭和大学, 歯学部, 助教授 (00142430) ; 吉木 周作 昭和大学, 歯学部, 教授 (30085740)
• Keywords: 骨芽細胞 / 分化 / Gla蛋白 / in situハイブリダイゼ-ション / 骨組織 / 培養細胞 / 分子生物学

Research Abstract

生体内で多様な機能を営む骨芽細胞を機能的に分類することを目的として研究を行い、次の結果を得た。
1.Genetics Institute社と共同研究を行い、未分化な骨芽細胞様細胞C26に骨形成因子のひとつであるBMPー2を作用させた。その結果、C26細胞は分化して骨芽細胞の表現形質が増強されるとともに、それまでみられなかったBGP遺伝子の発現がみられるようになった。一方、MGP遺伝子の発現量はBGP遺伝子の発現にともなって減少した。これらの細胞に2x10^<ー8>Mの活性型ビタミンDを24時間投与したものでは、BGPおよびMGP双方の遺伝子は高い発現レベルを示した。以上の結果から、骨芽細胞は分化にともなってBGP遺伝子を発現するようになると、より未分化な状態で発現していたMGP遺伝子の発現量が減少することがわかった。また、ある分化段階の骨芽細胞に活性型ビタミンDが作用するとBGPおよびMGP双方の遺伝子を高いレベルで発現させることができることから、活性型ビタミンDが骨形成に重要な働きをしていることが示唆された。
2.ラットおよびマウスのMGPのcDNAをクロ-ニングした。マウスのMGPのcDNAははじめてクロ-ニングされたものであるため、全塩基配列を決定し、遺伝子バンクに登録した。
3.1の結果を生体内の骨芽細胞で確かめるため、現在まで成功例の報告がない硬組織非脱灰標本のin situハイブリダイゼ-ション法を独自に開発した。この方法で、成熟ラットの骨組織でのBGPおよびMGP遺伝子の発現を調べた。BGP遺伝子は石灰化した骨梁に沿って存在する立方形の骨芽細胞で発現していた。MGP遺伝子は、BGPはとは全く異なり、軟骨の肥大細胞で強い発現が認められたが、骨芽細胞では強い発現は認められなかった。

Research Products

• [Publications] Katagiri,T.: "The nonーosteogenic mouse pluripotent cell line,C3H10T1/2,is induced to differentiate into osteoblastic cells by recombinant human bone morphogenetic proteinー2." Biochem.Biophys.Res.Commun.172. 295-299 (1990)
• [Publications] Yamaguchi,A.: "Recombinant human bone morphogenetic proteinー2 stimulates osteoblastic maturation and inhibits myogenic differentiation in vitro." J.Cell Biol.(1991)
• [Publications] Ikeda,T.: "cDNA and deduced amino acid sequence of mouse matrix Gla protein;one of five glutamic acid residues potentially modified to Gla not conserved in the mouse sequence." J.Bone Miner.Res.