骨粗鬆症の分子病態トランスジエニック動物を用いた解析

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08044258
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: 野田 政樹 東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 教授 (50231725)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): DENHARDT Dav ラトガース大学, 生化学研究所, 所長、教授 ; 川口 奈奈子 東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 助手 (10200700) ; 田村 正人 鹿児島大学, 歯学部, 助手 (30236757) ; 二藤 彰 東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 講師 (00240747)
• Keywords: 破骨細胞 / トランスジェニック動物 / 骨粗鬆症 / 骨形成 / オステオポンチン / 骨吸収 / 石灰化 / 酒石酸耐性賛成フォスファターゼ

Research Abstract

平成9年度においては、オステオポンチンをノックアウトした動物を用いて、その動物の頚骨ならびに大腿骨など長管骨より骨髄細胞を採取し、これを頭蓋骨より採取した細胞骨芽細胞と共にビタミンD3の下に共存培養させ、これによって7日間の後に形成される破骨細胞を酒石酸耐性酸性フォスファターゼ(TRAP)を指標として、同定して、この形成効率を検討した。また、脾臓より未分化細胞を得て、同じくノックアウト動物より得られた骨芽細胞と共に共存培養をし、ビタミンD3、10^<-7>Mの存在下で破骨細胞の形成をTRAPを指標として検討した。これらの検討に際しては常に同腹の野生型のマウスを対象として用い、同じく野生型のマウスの頭蓋より得た骨芽細胞と骨髄或いは脾臓の細胞とをビタミンD3の存在下或いは非存在下において培養し、その形成能を検討した。更に骨芽細胞を単独で長期間培養することによって、骨形成能の培養条件下における検討を行った。即ち、この実験条件においては、骨芽細胞を採取した後、αMEM、10%血清ならびにβグリセロフォスフェイトとアスコルビン酸の存在下において、2乃至4週間培養した。この培養の後にできる細胞の集塊およびその集塊の中に形成される石灰化を伴った培養条件下での骨形成をアリザリンレッドによる染色を指標として検討した。以上の検討の結果、ノックアウト動物における破骨細胞形成の異常が明らかとなった。この異常はノックアウト動物の破骨細胞形成系の細胞にその異常が由来することが共存培養の際の骨芽細胞側のgenotypeを変更することによって明らかとなった。形成された破骨細胞はその大きさやTRAP活性の高さにおいては著変を認めず、またBone slice上に乗せることによって検討した破骨細胞の活性についても、ノックアウト動物との著変は認められなかった。骨形成に関しては、骨の形成はアリザリンレッドの量とその範囲をin vitroで検討した範囲では、ノックアウト動物と大きな差は見られなかった。以上の結果、本トランスジェニック動物の特異的異常として破骨細胞の形成実験における数の異常が明らかとなった。

Research Products

• [Publications] S. Murakami, M. Noda et al.: "Expression of Indiana Hedgehog in Osteoblasts and Its Postranscriptional Regulation by TGFβ" Endoclinology. 138・5. 1972-1978 (1997)
• [Publications] M. Matsue, M. Noda et al.: "Helix-Loop-Helix Type Transcription Factor, HES-1, Is Expressed In Osteoblastic Cells, Suppressed By 1,25(OH)_2D_3 And Modulates 1,25(OH)_2D_3 Enhancement of Osteopontin Expression" Bone. 20・4. 329-334 (1997)
• [Publications] Y. Liu, M. Noda et al.: "Overexpression of a single helix-loop-helix type transcription factor, scleraxis, enhances aggrecan gene expression in osteoblastic osteosarcoma ROS17/2.8 cells." Journal of Biological Chemistry. 272・47. 29880-29885 (1997)
• [Publications] Y. Liu, M. Noda et al.: "Soleraxis is expressed in C2C12 myoblasts and its level is down-regulated by bone morphoger, etic protein-2 (BMP2)." Journal of Cellular Biochemistry. 67. 1-9 (1997)
• [Publications] Y. Ezura, M. Noda et al.: "Identification of a novel suppressive vitamin D response sequence in the 5' flanking region of murine Id1 gene." Journal of Biological Chemistry. 272・47. 29865-29872 (1997)
• [Publications] A. Nifuji, M. Noda et al.: "Perturbation of BMP signaling in somitogenesis resulted in vertebral and rib malformation in the axial skeletal formation." Journal of Bone and Mineral Research. 12・3. 332-342 (1997)
• [Publications] K. Tsuji, M. Noda et al.: "Perturbation of BMP signaling in somitogenesis resulted in vertebral and rib malformation in the axial skeletal formation." Bone. 22・2. 87-92 (1998)
• [Publications] T. Yamashita, M. Noda et al.: "Elongation of the epiphyseal trabecular bone associated with precocious aging in transgenic mice carrying an insertional mutaiton in Klotho gene locus." Journal of Bone and Mineral Research. (in press). (1998)