骨吸収促進因子による骨芽細胞での接着分子の発現誘導とそれを介した骨吸収促進機構

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10671049
• Research Institution: University of Occupational and Environmental Health, Japan
• Principal Investigator: 森本 勲夫 産業医科大学, 医学部, 助教授 (80145234)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田中 良哉 産業医科大学, 医学部, 講師 (30248562)
• Keywords: 接着分子 / ICAM-1 / LFA-1 / 骨芽細胞 / 骨吸収 / PTH / IL-1α / 1.25(OH)_3D_3

Research Abstract

研究目的:本研究では、細胞接着を介した破骨細胞の分化・形成および骨吸収におよぼす骨代謝調節ホルモンおよびサイトカインの影響とその機構について解明する.
研究結果:1. ICAM-1/LFA-1による細胞接着による骨吸収
(1)ラット骨芽細胞のICAM-1の発現はPTH,IL-1αの24時間刺激後,1.25(OH)_2D_3では48時間で認められた、(2)マウス骨髄細胞と骨芽細胞の共培養系での1.25(OH)_2D_3,PTH, IL-1α刺激下のTRAP陽性多核細胞(破骨細胞)形成はICAM-1抗体,LFA-1抗体の添加で濃度依存性に抑制された.骨芽細胞とマウス牌細胞との共存培養系での破骨細胞形成系でも同様の結果がみられた.(3)^<45>Caでprelabelした培養マウス胎児頭蓋骨からの^<45>Caの放出は,これらの因子の投与で亢進し,これはICAM-1抗体,LFA-1抗体の添加で濃度依存性に抑制された.(4)unfractionated bone cellのpitformation(破骨細胞による骨吸収)は1.25(OH)_2D_3,PTH,IL-1α投与で亢進し,上記抗体の添加で抑制された.
結論:破骨細胞の形成には骨芽細胞と破骨細胞前駆細胞との細胞接着が必要である.最近,破骨細胞上のRANKL(ODF)と破骨細胞前駆細胞のその受容体との結合が細胞接着を介した破骨細胞形成に関与することが報告された.ICAM-1/LFA-1を介する細胞接着は,RANKLによる破骨細胞形成をサポートしている可能性がある.1.25(OH)2D3,PTH,IL-1αによる骨吸収促進の機序の一つとして,ICAM-1/LFA-1による細胞接着が関与していることが示唆された.
2. 骨芽細胞のICAM-1発現機構
マウス株化骨芽細胞MC3T3E-1のICAM-1の発現はPTH投予後3〜6日後,1.25(OH)2D3投予後6〜9日後に増強した.また,別の実験系で上記液性因子による骨芽細胞のICAM-1発現は,これら因子の直接効果ではな異結果が得られた.液性因子による骨芽細胞のICAM-1発現は細胞の分化の結果発現増強された可能性が考えられる.現在,これら液性因子による接着分子の発現機序について再検討中である.

Research Products

• [Publications] Okada Y,Morimoto I,et al.: "Short-term treatment of recombinant interleukin-4 rapidly inhibits bone formation in normal and ovariectomized mice." Bone. 22(4). 361-365 (1998)
• [Publications] Tanaka Y,Morimoto I,et al.: "Constitutive-up-regulation of integrin-mediated adhesion of tumour-infiltrating lymphocytes to osteoblasts and bone marrow-derived stromal cells." Cancer Res. 58. 4138-4145 (1998)