インターロイキン4の骨形成促進作用の解明と低回転型退行期骨粗鬆症への関与

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05671244
• Research Institution: Tokyo Metropolitan Institute of Gerontology
• Principal Investigator: 軽部 俊二 (財)東京都老人総合研究所, 酸素生化学部門, 研究員 (80260280)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 腰原 康子 (財)東京都老人総合研究所, 生体情報部門, 主任研究員 (20073025)
• Keywords: インターロイキン4 / 骨芽細胞 / タイプIコラーゲン / 骨粗鬆症

Research Abstract

1990年に、インターロイキン-4(IL-4)の骨器官培養系における骨吸収抑制作用が報告され、骨代謝における役割が検討され始めた。最近我々は、IL-4が骨芽細胞培養系においてアルカリフォスファターゼ活性、細胞層へのハイドロキシブロリン、オステオカルシン、カルシウムの蓄積量を増加させることを発見したが、これらの結果はIL-4が骨芽細胞に対して骨形成促進作用を持つことを示唆している。高齢者においては、血中のT細胞数が減少することが知られており、血中IL-4濃度が低下することが推測される。IL-4が骨吸収抑制作用と骨形成促進作用を合わせ持つことを考慮すると、その血中濃度の低下は骨量を減少させる要因になると考えられる。本研究の目的は、IL-4のin vitroでの作用メカニズムを解明することと、加齢によるIL-4の動向と骨塩量との関連、IL-4と他のサイトカイン、成長因子等との骨代謝における関連を明らかにすることである。低回転型退行期骨粗鬆症は、加齢に伴い骨形成、骨吸収が共に低下することから生じるが、そのメカニズムは未だ不明である。我々は、加齢による骨代謝バランスの変化の機序を考える際に、骨細胞のみの加齢変化を考えるのではなく、免疫系の加齢変化が骨代謝に影響を与え、その媒体となるのがIL-4等のサイトカインであると位置づけをした。本研究において、われわれは、IL-4がヒト培養骨芽細胞様細胞のタイプIコラーゲン産生を促進することを確認した。ヒト大腿骨骨膜由来骨芽細胞様細胞を継代培養し実験を行ったところ、IL-4が骨芽細胞のコラーゲン合成を転写レベル、翻訳レベル、翻訳後修飾レベル(プロリン水酸化)で促進しており、特に後二者においての促進効果が高いことが明らかとなった。また、この作用は、線維芽細胞、筋肉細胞、平滑筋細胞にも見られたが、骨芽細胞では促進効果が高いことが確認された。