破骨細胞におけるNa^+/Ca^<2+>交換体(NCX)の役割及びNCX阻害薬の影響

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10671749
• Research Institution: Showa University
• Principal Investigator: 天野 均 昭和大学, 歯学部, 講師 (90212571)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 鈴木 恵子 昭和大学, 歯学部, 講師 (50119187)
• Keywords: Na^+ / Ca^<2+>交換体 / 破骨細胞 / CSF-1 / 細胞内Ca^<2+> / PLCγ / KB-R7943 / アクチンリング / 分化

Research Abstract

骨形成と骨吸収は密接に連繋を保ちながら電解質の恒常性維持をすると考えられている。とくに骨芽細胞の産生するCSF-1は、破骨細胞の形成・分化・活性化にまで影響を及ぼすことからカップリングファクターとして重要であると考えられる。そこで本年はCSF-1によって活性化され、かつ破骨細胞に発現を認められるイオントランスポーターを特定し、その働きを検索した。CSF-1刺激直後の[Ca^<2+>]iは一過性に上昇し、小胞体Ca^<2+>ATPase阻害薬Thapsigargin (10^<-7>M)の前処理により阻害されたことから、PLC γ-IP3系により誘導される細胞内ストアーからのCa^<2+>遊離によるものと推測された。またその後一部の核と膜に周期的な[Ca^<2+>]i上昇が観察されたが、これはNa^+/Ca^<2+>交換体アイソフォーム1(NCX1)阻害薬KB-R7943の添加あるいはBAPTA(10mM)添加により完全に抑制されたことからNCX1の活性化を介するCa^<2+>流入によるものと推測された。そこで破骨細胞から粗膜画分を調製し、Western blotにてNCX1蛋白を検出した。さらに免疫抗体染色により破骨細胞におけるNCX1の局在を確認した。さらに骨芽細胞と骨髄細胞の共存培養による破骨細胞形成誘導系に対するKB-R7943(10^<-5>M〜10^<-9>M)もしくはNCX1antisenseoligodeoxynucleotide(ASODN)の影響を検討した。これらは濃度依存的に有意に破骨細胞の形成を抑制し、特に細胞外からのCa^<2+>流入モードを阻害する濃度(10^<-6>M)では顕著であった。また阻害剤の濃度依存的にアクチンリング形成が抑制され、細胞形態もより小型であった。以上のことから、CSF-1によるNCX1活性化機構が破骨細胞の分化調節に大きく関与することが推測された。

Research Products

• [Publications] 天野均: "CSF-1と破骨細胞" 歯科基礎医学会雑誌. 41(in press). (1999)
• [Publications] H.Amano,S.Yamada,R Felix: "Colony-stimulating factor-1 stimulates the fusion process in osteoclasts." J Bone Miner Res. 13. 846-853 (1998)