力学的負荷が引き起こす骨細胞のプロスタグランジン受容体発現と新規骨形成因子の解析

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11771121
• Research Institution: Health Sciences University of Hokkaido
• Principal Investigator: 荒川 敏哉 北海道医療大学, 歯学部, 講師 (40306254)
• Keywords: 骨細胞 / シエアーストレス / COX-2

Research Abstract

骨細胞MLO-Y4に力学的負荷(シェアーストレス)を負荷すると、プロスタグランジン(PG)合成の律速酵素であるcyclooxygenase-2(COX-2)mRNAの発現が3時間をピークに急激に増加し、その主な産物はPGE2であった。またそのとき同時に、PGE2リセプターの4つのサブタイプの中でEP4のみがシェアーストレスに応答して9時間をピークに発現量(mRNA)が増加した。このことから骨細胞はシェアーストレスへの応答の一部としてPGE2とEP4を介したシグナルを細胞内に伝達していることが明らかとなった(第73回日本生化学にて発表、投稿準備中)。さらに、これらのシグナルの下流ではどのような遺伝子、および他に関与している遺伝子を検索するために、Differential Display法によりシェアーストレスに応答する遺伝子をスクリーニングした。その結果、いくつかの応答する遺伝子が同定されている。また、シェアーストレスは骨芽細胞においても、COX-2を誘導することが知られており、その誘導のメカニズムを解明する目的でMC3T3-E1細胞を用いてシェアーストレスに対するCOX-2遺伝子の転写調節を検討した。その結果、COX-2遺伝子は転写因子C/EBPbeta、CREB、AP-1によって転写が正に調節されていることが明らかとなった(J.Biol.Chem.276;7048-7054,2001)。さらに、ギヤプジャンクションを通した細胞間コミュニケーションに重要な蛋白質の一つであるconnexin43では、PG合成とは別にシェアーストレスに応答して蛋白の発現量とそのリン酸化が増加し、シェアーストレスが細胞間コミュニケーションに何らかの影響を及ぼしていることが示唆された。

Research Products

• [Publications] Ogasawara,A.: "Fluid shear stress-induced cyclooxygenase-2 expression is mediated by C/EBPβ, CREB, and AP-1 in osteoblastic MC3T3-E1 cell."J.Biol.Chem.. 276. 7048-7054 (2001)
• [Publications] Mano,M.: "Prostaglandin E2 directly inhibits bone-resorbing activity of isolated mature osteoclasts mainly through EP4."Calcif.Tissue Int.. 67. 85-92 (2000)