塩基性線維芽細胞増殖因子(FGF-2)の骨吸収促進メカニズムに関する基礎的研究

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10470302
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 中村 耕三 東京大学, 医学部・附属病院, 教授 (60126133)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 川口 浩 東京大学, 医学部・附属病院, 講師 (40282660)
• Keywords: fibroblast growth factor -2 / 破骨細胞 / 骨吸収 / MAPキナーゼ

Research Abstract

FGF-2はその強力な薬理作用として骨形成促進作用が知られているが、その一方では慢性関節リウマチ患者の関節破壊に関与するなど、骨吸収促進因子としても注目されている。本研究では、FGF-2の成熟破骨細胞に対する直接作用機構を検討し、更に骨芽細胞系細胞を介する間接作用と比較することによって、FGF-2の多様な骨代謝調節メカニズムを解明することを目的とした。
まず、ウサギ全骨細胞およびウサギ単離成熟破骨細胞の骨吸収活性に対するFGF-2(10^<-17>〜10^<-8> M)の効果を、形成された吸収窩の面積によって比較検討した。全骨細胞ではFGF-2の濃度によって2相性の促進作用が見られ、 10^<-12>〜10^<-10>Mの濃度で約2倍に促進され、10^<-9>M以上の濃度で更に約10倍に促進された。この高濃度での促進作用は、COX-2の選択的阻害剤であるNS-398により有意に抑制された。一方、成熟破骨細胞では2相性の促進効果は見られなかったが、10^<-12>M以上の濃度では約2倍に促進された。この成熟破骨細胞に対するFGF-2の促進効果はNS-398によって全く抑制されなかった。次に、マウス単離成熟破骨細胞におけるcathepsin KとMMP-9の発現を検討したところ、これも10^<-12>以上の濃度のFGF-2で有意な促進が認められた。この誘導もNS-398によって全く抑制」されなかった。骨芽細胞と破骨細胞におけるFGF受容体(FGFR)の比較を行ったところマウス骨芽細胞ではFGFR1,2,3,4のすべてが発現していたのに対し、マウス単離成熟破骨細胞ではFGFR1のみが発現していた。次にチロシンリン酸化の検討を行ったところ、成熟破骨細胞においてFGF-2刺激によってFGFR1の自己リン酸化を含む複数のタンパク質のチロシンリン酸化が促進された。さらに下流のMAPキナーゼの内、p42/p44MAPキナーゼの強力なリン酸化が確認された。FGF-2によるウサギ単離成熟破骨細胞の骨吸収活性促進効果、およびマウス単離成熟破骨細胞でのcathepsin KとMMP-9の発現促進効果はともに、p42/p44MAPキナーゼの選択的阻害剤である PD98059 を投与することによって、用量依存性に抑制された。以上のことから、FGF-2の成熟破骨細胞に対する効果は、FGFR1のリン酸化とその下流のp42/p44MAPキナーゼの活性化を介することが明らかとなった。

Research Products

• [Publications] 岡崎裕司: "Stimulation of bone formation by *combinant fibroblast growth factor -2 in callotasis bone lengtheimy in rabbits"Calcit Tissue Int. 64. 542-546 (1999)
• [Publications] 真鍋典世: "Involvement of fibroblast growth factor -2 in joint destruction of rheumatoid arthritis patients"Rheumatology. 38. 714-720 (1999)
• [Publications] 川口浩: "Direct and indrvect actions of fibroblast growth factor-2 on asteoclastic bone resorption in cultures"J Bone Miuer Res. 15. 466-473 (2000)