2001 Fiscal Year Annual Research Report
骨破壊を誘導する炎症性サイトカインの作用とシグナル伝達機構の解析
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12470393
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| Research Institution | MATSUMOTO DENTAL UNIVERSITY |
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Principal Investigator |
高橋 直之 松本歯科大学, 総合歯科医学研究所, 教授 (90119222)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
溝口 利英 松本歯科大学, 総合歯科医学研究所, 助手 (90329475)
平岡 行博 松本歯科大学, 歯学部, 助教授 (20097512)
宇田川 信之 松本歯科大学, 歯学部, 教授 (70245801)
佐々木 崇寿 昭和大学, 歯学部, 教授 (50129839)
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| Keywords | 破骨細胞 / マクロファージ / 骨芽細胞 / 炎症性サイトカイン / p38MAPキナーゼ / リポ多糖 / BMP / Smad |
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| Research Abstract |
骨芽細胞が発現する破骨細胞分化因子(ODF/RANKL)がクローニングされ、骨芽細胞による破骨細胞の形成と骨吸収メカニズムが明らかとなった。一方、破骨細胞とその前駆細胞はその受容体RANKを発現する。本研究では、破骨細胞の分化と機能を調節する炎症性サイトカインの作用とシグナル伝達機構によるシグナル系を解析し、以下の結果を得た。
1.Smadレポーターシステムを用いた解析系の確立
BMPシグナルを伝達するSmadl/5複合体が結合する配列(29塩基)を、Id遺伝子のプロモーター解析により同定した。ゲルシフトアッセイより、この配列には、Smadl/5とSamd4の複合体が結合することが示された。さらに、この配列を用いたレポーターアッセイ系を構築し、BMP様因子を検索中である。
2.破骨細胞と骨髄マクロファージの機能に対するp38MAPKの役割の解析
M-CSFとRANKLの存在下で、骨髄マクロファージは破骨細胞に分化したが、RANKL添加時にp38MAPキナーゼの特異的阻害剤であるSB208530を短時間同時に処理するだけで、破骨細胞誘導は完全に抑制された。しかし、SB208530は、RANKLが誘導する破骨細胞の延命と吸収窩形成を全く阻害しなかった。破骨細胞と骨髄マクロファージはともに同じレベルのp38MAPKを発現していた。RANKLは骨髄マクロファージのp38MAPKのリン酸化を促進したが、破骨細胞のp38MAPKのリン酸化を全く促進しなかった。
3.破骨細胞と骨髄マクロファージにおけるLPSの作用とシグナルの解析
破骨細胞と骨髄マクロファージはともにLPSの受容体であるTLR4とCD14mRNAを発現しており、LPSは両細胞のNF-κBを活性化した。純化した破骨細胞は48時間以内に死滅したが、LPSは破骨細胞の延命を促進し、更に吸収窩形成能を誘導した。一方、LPSは骨髄マクロファージの延命を促進しなかった。LPSは骨髄マクロファージのIL-1β、TNFα、IL-6の産生は強く促進したが、破骨細胞のそれらのサイトカインの産生を全く促進しなかった。
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[Publications] Kotake S, Udagawa N, Hakoda M, Mogi M, Yano K, Tsuda E, Takahashi K, Furuya T, Ishiyama S, Kim KJ, Saito S, Nishikawa T, Takahashi N, Togari A, Tomatsu T, Suda T, Kamatani N: "Activated human T cells directly induce osteoclastogenesis from human monocytes : possible role of T cells in bone destruction in rheumatoid arthritis patients"Arthritis Rheum. 44. 1003-1012 (2001)
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[Publications] Itoh K, Udagawa N, Katagiri T, Iemura S, Ueno N, Yasuda H, Higashio K, Quinn JMW, Gillespie MT, Martin TJ, Suda T, Takahashi N.: "Bone morphogenetic protein 2 stimulates osteoclast differentiation and survival supported by receptor activator of nuclear factor-kB ligand"Endocrinology. 142. 3656-3662 (2001)
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[Publications] Quinn JM, Itoh K, Udagawa N, Hausler K, Yasuda H, Shima N, Mizuno A, Higashio K, Takahashi N, Suda T, Martin TJ, Gillespie MT: "Transforming growth factor b effects on osteoclast differentiation via direct and indirect actions"J. Bone Miner. Res.. 16. 1787-1794 (2001)
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[Publications] Yanai T, Katagiri T, Akiyama S, Imada M, Yamashita T, Chiba H, Takahashi N. Suda T: "Expression of mouse osteocalcin transcripts, OG1 and OG2, is differently regulated in bone tissues and osteoblast cultures"J. Bone Mineral Metab.. 19. 345-351 (2001)
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[Publications] Katagiri T, Takahashi N:, , 2002: "Regulatory mechanisms of osteoblast and osteoclast differentiation"Oral Diseases. (in press). (2002)
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[Publications] Takahashi N, Udagawa N, Takami N, Suda T: "Principles of Bone Biology, ed by Raisz LG, Rodan GA, Bilezikian JP [Cells of bone : Osteoclast generation. pp109-126]"Academic Press. 1695 (2002)
