破骨細胞の骨吸収の開始と停止を指令するシグナル伝達機構の解析

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05454507
• Research Institution: Showa University
• Principal Investigator: 高橋 直之 昭和大学, 歯学部, 助教授 (90119222)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐々木 崇寿 昭和大学, 歯学部, 助教授 (50129839) ; 宇田川 信之 昭和大学, 歯学部, 助手 (70245801) ; 須田 立雄 昭和大学, 歯学部, 教授 (90014034)
• Keywords: 破骨細胞 / 波状縁 / 明帯 / ポドソーム / カルシトニン / p60^<c-src> / Pl-3キナーゼ / 低分子量G蛋白rho

Research Abstract

試験管内で形成された破骨細胞を用い、骨吸収の開始と停止に関与するシグナルについて解析し、以下の結果を得た。
(1)象牙質切片上に蒔いた破骨細胞の観察より、破骨細胞のアクチンリングは吸収窩形成に先立って構築された。各種薬物を用いた検索から、アクチンリングの破壊と吸収窩形成の抑制の間にきわめて良い相関が認められた。
(2)破骨細胞は象牙質切片上のみならず、プラスチックプレート上でもアクチンリングを形成した。波状縁のマーカー酵素である液胞型プロトンATPaseの局在を、免疫電顕にて観察したところ、プレート面に位置する破骨細胞の細胞膜に液胞型プロトンATPaseが局在することが認められた。一方、コラーゲンゲル上の破骨細胞はアクチンリングを形成せず、液胞型プロトンATPaseは細胞質全体に分布していた。以上の知見から、破骨細胞はプレート上においても極性化でき、液状縁の形成に必須なシグナルが伝達されていることを示唆するものである。
(3)各種薬物を用いた実験より、破骨細胞の液状縁の形成には、p60^<c-src>,Pl-3キナーゼ,低分子量G蛋白rho,p125^<FAK>を介するシグナル伝達系を関与することが示された。また、カルシトニンは破骨細胞のアクチンリングを強力に破壊したが、この破壊にはcAMPを介するAキナーゼ系のシグナルが関与することが示された。

Research Products

• [Publications] Nakamura,I.et al.: "Wortmannin,a specific inhibitor of phosphatidylinositol-3 kinase,bolcks osteoclastic bone resorption." FEBS Lett.in press. (1995)
• [Publications] Tanaka,S.et al.: "Possible involvement of focal adhesion kinase,p125^<FAK>,in osteoclastic bone resorption." J.Cell Biochem.in press. (1995)
• [Publications] Takahashi,N.et al.: "Regulation of osteoclst function by calcitonin and its related peptides." Osteoporosis Japan. 3. 17-29 (1995)
• [Publications] Wada,S.et al.: "Glucocorticoid regulation of calcitonin receptor in mouse osteoclast-like multinucleated cells." J.Bone Miner.Res.9. 1705-1712 (1994)
• [Publications] Nishihara,T.et al.: "Membrane-associated interleukin-1 promotes osteoclast-like cell formation in vitro." Bone Miner.25. 15-24 (1994)
• [Publications] Takahashi,N.et al.: "Postmitotic osteoclast precursors are mononuclear cells which express macrophage-associated phenotypes." Dev.Biol.163. 212-221 (1994)