ディ-プエッチングレプリカ法による破骨細胞膜面の分化形態の検索

1991 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 02670819
• Research Institution: Asahi University
• Principal Investigator: 明坂 年隆 朝日大学, 歯学部, 教授 (70116523)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 志賀 久隆 朝日大学, 歯学部, 助手 (10076044) ; 吉田 寿穂 朝日大学, 歯学部, 助手 (80102119)
• Keywords: 急速凍結 / 凍結置換 / 破骨細胞 / 凍結レプリカ / マイクロウエ-ブ

Research Abstract

破骨細胞を含めた骨組織をマイクロウェ-ブ併用金属圧着式凍結装置を用いて無化学固定での急速凍結固定を行い凍結置換超薄切片像として満足いく所見を得ることができた。骨組織を超微構造のレベルで再現性よく良好に凍結固定を行うことはこの方式をもってしても困難であった。しかし良好に超微構造が保存された骨細胞は従来の所見とは幾つかの異なったものであった。動的な破骨細胞の構造を急速凍結することはそれらの細胞のもつ機能を構造変化として捕えることを意味する。急速凍結像として明らかとなった点は以下のとうりである。破骨細胞を含む骨細胞群の細胞構造、小器官、細胞骨格、また細胞外基質である骨吸収部の基質の良好な保存が可能であった。とくに破骨細胞のruffled border膜の融合像を明らかにすることができ、それらの所見は破骨細胞における膜要素のrecycling systemを示し破骨細胞の機能分化と関連している事業を明らかにした。また破骨細胞と造骨細胞と造骨細胞の細胞間結合を確認することができた。このことは従来から破骨細胞の機能分化や骨吸収機能には破骨細胞と造骨細胞とのカップリングが重要であると言われてきたが今回の研究により初めて形態的な見地から明らかにしたものと言える。現在この種の所見は急速凍結をもって初めて可能になるのかどうか慎重に検討しているが、学界発表や論文発表を通じてその意義についての批判を受ける予定である。また凍結破断法による走査型電子顕微鏡による破細胞の3次元観察でruffled border膜面の裏うち構造を明らかにした。この種の構造は凍結レプリカ像でのrod型膜内粒子や急速凍結固定凍結置換像で明らかにされた膜の裏うち構造と関連していた。この様な所見はいずれも本研究で初めて明らかにされたもので破骨細胞のもつ機能解明のためのよりよい理解の一助になるものと考えられる。