1998 Fiscal Year Annual Research Report
破骨細胞のアポトーシス発現機序の解明と歯周病における炎症性骨吸収抑制への応用
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10557203
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| Research Institution | National Institute of Infectious Diseases |
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Principal Investigator |
岡橋 暢夫 国立感染症研究所, 口腔科学部, 主任研究官 (40150180)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
柴崎 顕一郎 ライオン(株), オーラケア研究所, 主任研究員
西原 達次 国立感染症研究所, 口腔科学部, 室長 (80192251)
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| Keywords | 破骨細胞 / アポトーシス / 歯周病 / caspase / リポ多糖 / サイトカイン |
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| Research Abstract |
炎症性の骨吸収は、歯周病の最も重要な症状のひとつであり、歯牙の喪失の主な原因となっている。この炎症性骨吸収による歯の喪失を予防が歯周病治療の目標のひとつである。骨吸収は、破骨細胞と呼ばれる多核の巨大細胞が水素イオン(プロトン)を産生し、骨塩を溶解することによって引き起こされる。歯周病においては、歯周病細菌のLPSなどの病原因子により炎症が惹起されるとともに破骨細胞が局所的に誘導され、異常な骨吸収が引き起こされる。我々は、歯周病細菌による破骨細胞の増殖、活性化の過程を調べるうちに、数種類の化合物が破骨細胞の分化を抑制したり、破骨細胞にアポトーシスを誘導して死滅させることを見い出した。本研究では、その機序を調べ、炎症性骨吸収への応用を目ざすものである。
in vitroで骨髄細胞から分化させ、精製した破骨細胞の生存について、いくつかの化合物の作用を調べた。破骨細胞にアポトーシスを引き起こすと報告されているTGF-bやエストロゲンは、我々が調べた限りでは破骨細胞の生存にほとんど影響を与えなかった。また、ウエスタンブロットやPCRで調べると、破骨細胞はアポトーシスシグナルレセプターであるFas抗原を発現しているようであるが、T細胞などにアポトーシスを誘導する抗Fas抗体はほとんど影響を与えなかった。しかし、培地から血清を除去すると急速なアポトーシスが起こり、破骨細胞は18時間以内に死滅した。プロトンATPase阻害剤によっても同様の急激なアポトーシスが認められ、プロトンATPaseが破骨細胞の生存に重要であることが示唆された。一方で、L-1やTNF-a、あるいは歯周病細菌のLPSは破骨細胞の生存を促進する作用を示した。さらに、プロテインキナーゼ活性を上昇させるPMAの添加によっても破骨細胞の生存が延長されたことから、これらに共通なシグナル伝達経路が破骨細胞の生存に深く関与していることが示唆された。また、ウエスタンプロットで調べた結果、アポトーシスの抑制に働いているBcl-2分子が破骨細胞では欠損していることが明らかになった。ところで、アポトーシスにはcaspaseと呼ばれる1群のシステインプロテアーゼが密接に関与しているが、血清除去によるアポトーシス、プロトンATPase阻害剤によるアポトーシスにおいては、いずれもcaspase-1,caspase-3の活性の急速な上昇が見られた。これに加えて、これらのcaspaseに対する阻害剤によって破骨細胞の生存が延長されることが分かった。これらの結果は、1)破骨細胞の生存にはプロトンATPaseが重要であること、2)破骨細胞の生存にはLPS,IL-1,PMAなどで活性化される何らかのシグナル伝達経路が働いていること(おそらくNF-kB)、を示唆するものである。
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[Publications] Okahashi,N.,et.al.: "Specific inhibitors of vacuolar H-ATPase trigger apoptotic cell death of osteoclasts" J.Bone Miner.Res.12. 1116-1123 (1997)
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[Publications] Okahashi,N.,et.al.: "Caspases(interleukin-1b converting enzyme family proteases)are involved in the regulation of the survival of osteoclasts" Bone. 23. 33-41 (1998)
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[Publications] Ohguchi,M.,et.al.: "Activin A regulates the production of mature interleukin-1b and interleukin-1 receptor antagonist in human monocytic cells" J.Interferon Cytokine Res.18. 491-498 (1998)
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[Publications] Ohguchi,M.,et.al.: "Actinobacillus actinomycetemcomitans toxin induces both cell cycle arrest in the G2/M phase and apoptosis" Infect.Immun.66. 5980-5987 (1998)
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[Publications] Ueda,N.,et.al.: "Involvement of prostaglandin E2 and interleukin-1a in the differentiation and survival of osteoclasts induced by lipopolysaccharide from Actinobacillus actinomycetemcomitans Y4" J.Periodont.Res.33. 509-516 (1998)
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[Publications] Hayasida,H.,et.al.: "The differentiation of clinical isolates of Actinobacillus actinomycetemcomitans by using a insertion sequence ISAa1" Oral Microbiol.Immunol.13. 120-123 (1998)
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[Publications] Ueno,H.,et.al.: "A novel retinoic acid receptor (RAR)-selective antagonist inhibits differentiation and apoptosis of HL-60 cells: Implications of RARa-mediated signals in myeloid leukemic cells" Leukemia Res.22. 517-525 (1998)
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[Publications] Nakashima,K.,et.al.: "Two different antigens of Actinobacillus actinomycetemcomitans recognized by high-responder patients" J.Med.Microbiol.47. 569-575 (1998)
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[Publications] Koseki,T.,et.al.: "Correlation between Bci-X expression and B cell hybridoma apoptosis induced by activin A" Cell.Signal.10. 517-521 (1998)
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[Publications] Nonaka,K.,et.al.: "Possible involvement of protein kinase C in apoptotic cell death of macrophages infected with Actinobacillus actinomycetemcomitans" FEMS Microbiol.Lett.159. 247-254 (1998)
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