骨粗鬆症の発現に関わる骨細胞間ネットワ-クの細胞生物学的研究及びその治療への応用

1991 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 03454217
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 松本 俊夫 東京大学, 医学部(分), 講師 (20157374)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 池田 恭治 東京大学, 医学部(分), 助手 (00222878) ; 山下 直秀 東京大学, 保健センター, 講師 (90174680)
• Keywords: 骨粗鬆症 / エストロゲン / 骨芽細胞 / 破骨細胞 / 骨形成 / 骨吸収 / 成長因子 / bone morphogenetic protein

Research Abstract

骨粗鬆症の発現機序を明らかにし、その予防・治療法を確立する目的で、以下の検討を加えた。
1.骨芽細胞による骨吸収調節機構の解明:骨吸収促進ホルモンやestrogenの受容体は骨芽細胞に存在し、骨芽細胞を介して骨吸収を調節する。そこで、骨芽細胞由来の骨吸収調節因子の解析を行った。骨吸収促進活性はゲル濾過はFPLCより約110,40 10kDaの3つのピ-クとして溶出された。しかも、培養終了時に高濃度のNaClを添加した後に培地を採取すると、この活性の収率が高まると同時に、その大部分はheparin親和性分画に存在した。一方、estrogenにより骨吸収抑制因子の分泌が用意依存性に高まり、この因子もheparin親和性分画に存在した。以上より、骨芽細胞から骨吸収の促進因子と抑制因子の両者が分泌され、各種のホルモンはこれらの分泌の調節を介して骨吸収を調節する可能性があること、これらの多くは細胞あるいは基質表面のproteoglycanなどど結合して存在し、両細胞間の密接な接触などを介して破骨細胞の形成・機能を調節する可能性があることなどが明かとなった。今後更にこれらの因子の精製を進め、その同定をはかる。
2.骨における成長因子の産生・作用の調節機構の解明:骨基質中には多量の成長因子が蓄積され、骨吸収に伴い溶出・活性化されることにより骨形成が促進されるものと考えられている。そこでこれらの因子のうちとりわけ骨基質中に多量に存在し、骨形成に重要な役割を演ずると考えられているbone morphogenetic protein(BMP)の骨芽細胞における遺伝子発現の調節、その結合にあずかる骨基質成分の同定、および作用の発現に関わる骨芽細胞膜上の受容体を明らかにするため、Northern blot法、ligand blot法、およびaffinity crossーlinking法を用いた検討を開始した。そして、標識BMPと強い親和性を持つ骨基質成分の存在を確認し、その精製を進めている。

Research Products

• [Publications] Matsumoto T.,et al.: "Stimulation by 1,25ーdihydroxyvitamin D_3 of in vitro mineralization induced by osteoblastーlike MC3T3ーE1 cells." Bone. 12. 27-32 (1991)
• [Publications] Harada,S.,et al.: "Role of ascorbic acid in the regulation of proliteration in osteoblastーlike MC3T3ーE1 cells." Journal of Bone and Mineral Research. 6. 903-908 (1991)
• [Publications] Abe,J.,et al.: "A novel vitamin D_3 analog,22ーoxaー1,25ーdihydroxyvitamin D_3 inhibits the growth of human breast cancer in vitro and in vivo without causing hypercalcemia" Endocrinology. 129. 832-837 (1991)
• [Publications] Hakeda,Y.,et al.: "Prostaglandin F_2d stimulates proliferation of clonal osteoblastic MC3T3ーE1 cells by upーregulation of insulinーlike growth factor I receptors" Journal of Biological Chemistry. 266. 21044-21050 (1991)
• [Publications] Kawaguchi,H.,et al.: "Immunohistochemical demonstration of bone morphogenetic proteinー2 and transforming growth factorーβ in the ossification of the posterior longitudinal ligament of the cervical spine." Spine. 17. (1992)
• [Publications] Okazaki,R.,et al.: "Transcriptional activation of cーfos and cーjun protoーoncogenes by serum growth factors in osteoblastーlike MC3T3ーE1 cells" Journal of Bone and Mineral Research. (1992)
• [Publications] Igarashi,C.,et al(分担): "Vitamin C and the scurvyーprone ODS rat" Elsevier Science Publishers B.V., 352 (1990)
• [Publications] Matsumoto,T.,et al.(分担): "Calcium regulation and bone metabolism" Elsevier Science Publisher, 533 (1990)