骨における細胞間情報伝達及び骨芽細胞、破骨細胞の分化機序に関する研究

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04671479
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 杉本 利嗣 神戸大学, 医学部, 助手 (00226458)
• Keywords: 骨リモデリング / 単球 / カルシウム / 骨吸収 / 骨芽細胞 / 副甲状腺ホルモン / 骨形成因子 / 分化

Research Abstract

私共は以前より骨芽細胞での副甲状腺ホルモン(PTH)の作用発現におけるPTH反応性の2岐の細胞内情報伝達機構[cAMP-dependent protein kinase(PKA)とcalcium/protein kinase c(Ca/PK)]の役割及びこれらのクロストークについて研究してきた。本年度の研究において、PTHの骨吸収促進作用にもPKA系が直接関与すること、またPTHは造血幹細胞由来の未分化芽球を破骨細胞に分化させる作用を有するが、これには芽球に直接作用する系と骨芽細胞よりの液性因子を介する系が存在し、両系共に骨芽細胞と同様のPTH反応性の2岐の細胞内情報伝達機構が直接関与することを明らかにした。私共は昨年の研究により骨吸収から骨形成への転換期に吸収窩に出現する単球と骨吸収時微小環境下でのCa濃度上昇が骨における細胞間情報伝達に重要な役割を果たすことを明らかにした。本年度の研究により以上に続いてCa濃度上昇や単球の存在が破骨細胞形成能を抑制することにより、骨吸収にnegative feedbackを惹起する機序の存在を示した。筋肉、脂肪、軟骨そして骨芽細胞への分化能を有する未分化線維芽細胞株においてはBone morphogenetic protein-2(BMP-2)が骨芽細胞への分化を誘導し、一方筋肉細胞への分化を阻害することが証明されており、骨芽細胞分化機構を研究する糸口となっている。私共はこの細胞と骨芽細胞様MC3T3-E1細胞を用いて、BMP-2やレチノイン酸が新たな核タンパクや遺伝子を誘導することをそれぞれ2次元電気泳動とSubtraction法により見出しており、現在その分離、同定を進めている。

Research Products

• [Publications] Toshitsugu Sugimoto: "Interaction of parathyroid hormone-related peptide-responsive dual signal transduction systems in osteoblastic osteosarcoma cells." J Bone Miner Res. 8. 451-458 (1993)
• [Publications] Toshitsugu Sugimoto: "Second messenger signaling of PTH- and PTHRP-stimulated osteoclast-like cell formation from hemopoietic blast cells" Am J Physiol. 265. E367-E373 (1993)
• [Publications] Toshitsugu Sugimoto: "Role of cakium/protein kinase C in the regulation of DNA synthesis by parathyroid hormone-related peptide in osteoblastic osteosarcoma cells." Horm Metab Res. 25. 608-611 (1993)
• [Publications] Toshitsugu Sugimoto: "Effects of high calcium concentration on the functions and interactions of osteoblastic cells and monocytes and on the formation of osteoclast-like cells." J Bone Miner Res. 8. 1445-1452 (1993)
• [Publications] Toshitsugu Sugimoto: "Cross-talk of parathyroid hormone-responsive dual signal transduction systems in osteoblastic osteosarcoma cells" J Cell Physiol. 158. 374-380 (1994)
• [Publications] Toshitsugu Sugimoto: "An increase in extracellular calcium concentration stimulates proliferation of clonal osteoblastic MC3T3-E1 cells by the enhanced secretion and production of insulin-like growth factor1" Am J Physiol. (in press). (1994)