機械的刺激(重力負荷)環境下における骨代謝変動と薬物の作用

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10672112
• Research Institution: Teikyo University
• Principal Investigator: 川島 光太郎 帝京大学, 薬学部, 教授 (20124993)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 根岸 洋一 帝京大学, 薬学部, 助手 (50286978)
• Keywords: 機械的刺激 / 重力負荷 / 骨芽細胞 / 骨粗鬆症治療薬 / アルカリホスファターゼ / MAPキナーゼ / オステオカルシン

Research Abstract

研究代表者らは、重力負荷は骨形成を担当する骨芽細胞を活性化することを示してきた。この事実は、重力負荷という機械的刺激が骨組織の形成を促進することを示している。骨粗鬆症は骨を分解する過程(骨吸収)が、骨形成を上回り、全体的に骨が薄く脆くなる疾患である。しかし、この疾患に著効のある薬物はいまだに見いだされていない。本研究は薬物の効果が機械的刺激(重力)負荷により増強されるか否かを検討し、さらに、その作用機序を調べ、骨粗鬆症への応用を考えるものである。
平成10年度は、活性型ビタミンD3によるオステオカルシンの合成促進作用、植物由来の卵胞ホルモンの類縁体のKCA-098による骨芽細胞のアルカリホスファターゼ活性促進作用、副甲状腺ホルモン(PTH)によるcAMP上昇作用を重力負荷は相加的に増強することを示した(日本薬学会第120年会発表予定)。これは、薬物処理に際し機械的刺激を同時に加えることにより、その作用が増強されることを示しており、治療法への応用が期待される結果である。本年度は、この共同作用の作用機構を知る目的で、重力負荷のよる細胞内情報伝達機構について検討した。研究代表者らは、重力負荷は細胞質骨格系に影響を与えることを明らかにしてきた。そこで、この下流に存在し、細胞の増殖と分化に関与しているMitogen Activatec Protein Kinase(MAPキナーゼ)に対する作用を調べた。その結果、MAPキナーゼのインヒビターを使った実験から、MAPキナーゼはアルカリホスファターゼ活性を抑制する作用を持つこと、重力負荷はMAPキナーゼ活性を抑制し、その結果アルカリホスファターゼ活性の抑制が解除され、その活性を上昇させることを示唆した。今後は薬物がこの機構にどのように関与しているか検討し、共同作用の実態を明らかにしていく。さらに、本年度はマウス骨髄細胞の培養実験から、重力負荷は破骨細胞の形成には影響を与ないことも示した。