骨芽細胞の老化過程と核蛋白質動態

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06671437
• Research Institution: Gunma University School of Medicine
• Principal Investigator: 千木良 正機 群馬大学, 医学部, 講師 (70143196)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 篠崎 哲也 群馬大学, 医学部, 教務員 (90251115) ; 渡辺 秀臣 群馬大学, 医学部, 助手 (40231724)
• Keywords: 老化 / 核変化 / 無蛋白質培養 / アポトシス / 細胞周期 / 一般化理論

Research Abstract

未熟間葉系細胞の老化過程を誘導する為に、完全無蛋白質培養を行った。これにより電子顕微鏡的およびフローサイトメトリー上でプログラムされた細胞死、すなわちアポトシスが起こった。しかし通常の方法ではDNAの断片化が証明されず、アポトシスではあるものの、異なった分子機構によって生じる細胞死であることが判明した。そこでパルスフィールドゲル電気泳動を用いて解析すると、50から150キロ塩基対の長大な断片が証明された。Hoechst 33342を用いたフローサイトメトリーではアポトシスと長大な塩基対の断片化とが直接に関係することが示された。このアポトシスは阻害剤による検索の結果として特定の核酸切断酵素によるものであると考えられた。最終的には未熟間葉系細胞の分裂低下と老化過程の最終段階ではDNAの長大な断片化という特異的な過程が存在することが判明した。この変化は間葉系細胞に特異的なものと考えられた。
これとは別に、数理的方法を用いて骨の老化を一般化する方法を試みた。これは巨視的意味で骨の形態学的変化を捉えようとするものであって、とくに長管骨の内径と外径との関係に注目した。両者の数学的関係について内径と外径とで決定される骨皮質の面責を一定とすると、両者の4乗差で定義されるイナーシアと呼ばれる機械強度は径が拡大するほど高くなる。このような場合に見かけ上の骨量は減少し、一般的な骨粗鬆症変化と合致するのである。このような場合でも機械強度の増強が可能なのである。すなわち径の拡大は機械強度と高める上で、合目的な変化である。一般的に骨粗鬆症で見られる長管骨の径拡大は一定骨量を最適化する過程であると看做しえた。この結果とアポトシスの結果は骨粗鬆症が遺伝子によってプログラムされた分化過程の一部である事を示唆した。

Research Products

• [Publications] Watanabe H, Kanbe K, et al.: "Apoptosis of a fibrosarcoma induced by protein-free culture involves DNA cleavage to large" Int. J. Cancer,. 62. 191-198 (1995)
• [Publications] Chigira M: "Mechanical optimization of bone." Med. Hypoth.(in press). (1996)