骨芽細胞におけるIGF-IによるPTH受容体遺伝子発現抑制機構の解明

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10771035
• Research Institution: Ohu University
• Principal Investigator: 川根 徹也 奥羽大学, 歯学部, 助手 (00265208)
• Keywords: PTH / PTHrP receptor / osteoblast / IGF-I

Research Abstract

強い骨吸収作用を有する副甲状腺ホルモン(PTH)は、骨芽細胞のPTH/PTHrP受容体(PTHR)を介して作用を発現する。一方、成長因子であるインスリン様成長因子(IGF)-Iは骨形成を促進することが知られている。最近私達は、絶食させ血中のIGF-Iレベルが著しく低下したラットは、骨のPTHRmRNAレベルが有意に上昇していることを見出した。そこで本研究では、骨芽細胞様細胞株であるUMR106を用いて、IGF-IのPTHR遺伝子転写への影響とその制御機構を解析すると共に、転写レベルだけでなく受容体タンパク質の機能との関連についても検討した。UMR106を、IGF-Iを添加して5分間〜48時間培養した。PTHR遺伝子転写制御は、mRNAおよびhnRNAを測定することにより解析した。さらに、アデニル酸シクラーゼ活性とMAPキナーゼ活性の測定およびBinding Assayを行った。結果は、IGF-I処理によりPTHRmRNAレベルは大きく低下した。この作用は、PI-3キナーゼの阻害剤であるWortmanninの前処理では影響されなかったが、MAPキナーゼ経路の阻害剤であるPD98059の前処理により抑えられた。また、PD98059はIGF-Iによる細胞膜上のPTHR数の減少作用も阻害した。IGF-IはPTHR hnRNAレベルを低下させたことから、mRNA合成速度を抑制することが示された。しかし、mRNA合成阻害剤であるDRB処理はIGF-I効果に影響を与えずPTHRmRNAの安定性には影響をおよぼさなかった。さらに、タンパク質合成阻害剤であるCycloheximideで前処理するとIGF-IによるPTHR転写抑制効果は完全に消失した。これらのことから、骨芽細胞において、IGF-Iは、MAPキナーゼ経路を介して導入されるシグナルによって新規に合成されるタンパク質の作用を介してPTHR遺伝子の転写速度を抑制することが示唆された。

Research Products

• [Publications] Tetsuya Kawane: "Starvation-induced increase in the parathyroid hormone/PTH-related protein receptor mRNA of bone and kidney in sham-operated an thyroparathyroidectomized rats." European Journal of Endocrinology. 137. 273-280 (1997)
• [Publications] Tetsuya Kawane: "Insulin-like growth factor I suppresses parathyroid hormone(PTH)/PTH-related protein receptor expression via a mitogen-activated protein kinase pathway in UMR-106 osteoblast-like cells." Endocrinology. 140. 871-879 (1999)