関節軟骨修復過程におけるIGF作用に対するIGF結合蛋白による調節機序の解明

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08671668
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: Nagasaki University
• Principal Investigator: 高橋 克郎 長崎大学, 医学部附属病院, 助手 (00244046)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大都留 晶 長崎大学, 医学部, 助手 (00233198) ; 松本 智子 長崎大学, 医学部附属病院, 助手 (30239107)
• Keywords: 軟骨細胞 / インシュリン様成長因子 / IGF結合蛋白

Research Abstract

関節軟骨は復習反応に乏しく、疾患や外傷などでいったん障害されると破壊が進行し、重篤な関節機能の障害をきたす。そのため軟骨の破壊機序を解明しその修復機序を妨げているものが何であるのかを明らかにすることは疾患の治療を考える上でも重要である。インシュリン様成長因子(IGF)は軟骨細胞の増殖や分化の促進因子として知られているが、最近、IGF結合蛋白が、IGF作用の局所における調節因子として注目されている。本研究ではまず、軟骨細胞の産生するIGF結合蛋白(IGFBP)の発現調節のメカニズムを調べた。生後8週のSDラットの関節軟骨細胞を培養し、培養液中のIGFBPをWestern-ligand blotting法で解析しすると、29kDa付近に主バンドを、その他、40kDa,32kDa,24kDa付近にもバンドを認め、免疫沈降反応により、それぞれ、IGFBP-5,-3,-2,-4であることがわかった。またIGF-I,-IIを添加すると、IGFBP-5が著しく増加した。これらの増加作用は,IGFの異性体を使った実験より、type-IIGFレセプターを介したものであることが判明した。また、細胞層より全RNAを抽出し、mRNAの発現を調べたところ、IGF添加により、IGFBP-5 mRNAが4-5倍増加し、その産生が遺伝子レベルでも制御されていることがわかった。これらをRNAポリメラーゼII inhibitorであるDRBを、IGFと同時に添加するとその発現が完全にブロックされること、またIGF添加の有無にかかわらずmRNAの半減期は同じであることから、転写レベルでの調節が考えれた。このように、IGFはtype1レセプターを介して軟骨細胞に働き、蛋白レベルだれでなく遺伝子レベルでもIGFBP-5の産生を促進していることがわかった。現在、IGFBP-5生理作用について検索中でる。

Research Products

• [Publications] Matsumoto T: "Transcriptional and post-translational regulation of insulin-like growth factors-binding proteins (IGFBP) -5 in rat articular chondrocvtes." J Endocrinology. 148. 355-369 (1996)
• [Publications] Matsumoto T: "Identification and characterization of insulin-like growth factors (IGFs),IGFBPs and IGFBP proteases in human synovial fluid." Journal of Clinical Endocrinology and Metabolism. 81. 150-155 (1996)
• [Publications] Matsumoto T: "Characterization of insulin-like growth factor binding protein-5 and protease produced by rat articular chondrocyte and a neuroblastoma cell line." Growth Regulation. 6. 185-190 (1996)
• [Publications] Matsumoto T: "The mechanism of induction of insulin-like growth factor binding protein (IGFBP) -5 by IGFs in rat articular chondrocytes." Endocrine Journal. 43. s93-s95 (1996)
• [Publications] Matsumoto T: "Effects of interleukin-1β on insulin-like growth factor-I autocrine/paracrine axis in cultured rat articular chondrocytes." Annals of Rheumatic Diseases. 53. 128-133 (1994)
• [Publications] Tsukazaki T: "Effect of transforming growth factor-b on insulin-like growth factor-I autocrine/paracrine axis in cultured rat articular chondrocytes." Experimental Cell Research. 215. 9-16 (1994)