骨代謝におけるプロスタグランディンH_2合成酵素-2(COX-2)の生理的役割

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08672119
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: 森田 育男 東京医科歯科大学, 歯学研究科, 助教授 (60100129)
• Keywords: プロスタグランジン / COX-2 / 破骨細胞 / PTH / ビタミンD_3

Research Abstract

本年度は、破骨細胞分化におけるプロスタグランジンH2合成酵素(COX-2)の役割を解明するために、1)破骨細胞形成培養系において破骨細胞分化過程におけるプロスタグランジン合成活性の変動、2)破骨細胞形成に影響を与える遺伝子発現とプロスタグランジン合成との関係について検討を行った。その結果、破骨細胞形成系であるマウス骨髄培養系において、骨吸収因子の添加に伴い、COX-2の発現が上昇した。しかも興味深いことに、その活性は破骨細胞前駆細胞である酒石酸抵抗性酸ホスファターゼ(TRACP)陽性単核細胞で顕著に認められた。このことは、破骨細胞形成促進因子である活性型ビタミンD3、腹甲状腺ホルモン(PTH)やインターロイキン6のようにその情報伝達にプロスタグラジン合成を介さないと考えられいる因子の破骨細胞形成が、プロスタグランジン合成阻害剤であるインドメタシンで抑制されることを初めて説明できる結果であった。さらに、PTHによる破骨細胞形成系において詳細な検討を行ったところ、インドメタシンやCOX-2の特異的阻害剤による破骨細胞形成の抑制は、単独では破骨細胞形成を惹起しない量のプロスタグランジンE2により復活した。このプロスタグランジンE2の添加は、破骨細胞形成における重要な遺伝子であるc-fos遺伝子の恒常的発現を引き起こした。
以上の結果より、破骨細胞形成におけるプロスタグランジンの役割としては、インターロイキン1を骨芽細胞に作用した際に産生される多量のプロスタグランジンE2のように破骨細胞形成支持細胞(ストローマ細胞)に作用して破骨細胞形成を支持する因子を産生するばかりでなく、破骨細胞前駆細胞で誘導されるCOX-2から産生される少量のプロスタグランジンのように破骨細胞分化そのものを調節していると考えられる。

Research Products

• [Publications] T.Sato,I.Morita et al.: "Involvement of prostaglandin endoperoxide H synthase-2 in osteoclast-like cell formation induced by interleukin-1b" J Bone Mineral Res. 11. 392-400 (1996)
• [Publications] T.Sato,I,Morita et al.: "Prostaglandin E2 mediates parathyroid hormone induced osteoclast formation by cyclic AMP independent mechanism" Adv PG TX LT Res. (in press).
• [Publications] Morita,I.,et al.: "A novel method for prostaglandin endoperoxide H synthase activity in individual intact cell" Adv PG TX LT Res. (in press).
• [Publications] T.Tokushima,T.Sato,I.Morita,et al.: "Involvement of prostaglandin endoperoxide H in osteoclast formation induced by parathyroid hormone" Adv PG TX LT Res. (in press).
• [Publications] 平田結喜緒,森田育男: "NOSとCOX" メディカルレビュー社, 193 (1996)