BMP依存性転写因子による骨芽細胞分化促進機序の解明

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12671074
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 中山 耕之介 東京大学, 医学部・附属病院分院, 助手 (20322076)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 福本 誠二 東京大学, 医学部・附属病院分院, 講師 (30202287) ; 竹内 靖博 東京大学, 医学部・附属病院分院, 助手 (50202164)
• Keywords: 骨粗鬆症 / 骨形成 / 骨芽細胞 / BMP / Smad / SIP-1

Research Abstract

老人性骨粗鬆症治療法開発への基礎的検討となることを目指して、Bone Morphogenetic Protein(BMP)のシグナルを核へ伝達するSmad蛋白の機能を調節すると考えられるSmad Interacting Protein-1(SIP-1)の作用を検討した。SIP-1はBMP依存性にSmadに結合する転写因子である。
1.SIP-1遺伝子のマウス骨芽細胞系培養細胞MC3T3-E1および筋芽細胞系培養細胞C2C12における発現をRT-PCR法、およびNorthem-blot法により検討した。SIP-1の発現は、BMPおよびTGF-βにより3日目以降強力に誘導された。
2.SIP-1は、MyoDなどのbasic helix-loop-helix型の転写因子が結合するE-boxに競合的に作用して、転写を抑制する可能性がある。C2C12にSIP-1遺伝子を一過性に導入して過剰発現させ、E-boxをもつmuscle creatinine kinase(MCK)promoterの活性に及ぼす作用を検討した。その結果、SIP-1はBMPとは独立にMCK promoterの活性を抑制した。
3.SIP-1のBMPシグナルに及ぼす効果を、MC3T3-E1およびC2C12にSIP-1を一過性に過剰発現させ、Smad6 promoterを指標に検討した。Smad6はBMPのearly response geneである。その結果、SIP-1はBMP反応性エレメントおよびSmad蛋白を介してBMPシグナルを抑制する可能性が示された。
4.SIP-1の骨芽細胞・筋芽細胞分化への作用をより詳細に検討するため、SIP-1のSmad結合領域やDNA結合領域を欠失した変異遺伝子を作製し、SIP-1を恒常的に過剰発現する骨芽細胞系培養細胞およびSIP-1アデノウィルス作製を開始した。