電顕2重染色を用いた破骨細胞におけるBMP signalingの発現

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14571916
• Research Institution: Nihon University
• Principal Investigator: 寺門 正昭 日本大学, 歯学部, 助教授 (60059904)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大井田 新一郎 鶴見大学, 歯学部, 助教授 (10114745) ; 稲毛 稔彦 日本大学, 歯学部, 助教授 (90096769)
• Keywords: 破骨細胞 / 骨芽細胞 / BMP / TGF-β / Smad / recepto

Research Abstract

BMPは骨芽細胞の分化増殖および細胞外マトリックス合成を促進することが報告されている。しかしながら、BMPは骨芽細胞のみならず、破骨細胞の初期分化に深く関係しており,骨吸収においても重要な役割を果たしているものと考えられる。近年、BMPとそのreceptorを発現するシグナル伝達物質Smadが核内mRNAの転写レベルを調節していることが示唆されている。そこで、破骨細胞のlife cycleおよび骨吸収能を制御する遺伝子カスケードを検索した。
組織学的方法
材料には体重約200gのWistar系ラットを用いて、脛骨を骨折させた。また骨組織再生の他の実験モデルとして,第1臼歯の抜歯を行い,抜歯窩における骨の再生過程も観察した。術後1,2,4,5,7,14日に1% glutaraldehydeを含む4% paraformaldehyde溶液を用いて左心室より灌流固定を行った。組織をEDTAで脱灰し,切片として免疫反応を行った。
2.免疫組織化学
抗体にはBMP,TGF-β,receptor,Smadを用いてABC法によって反応を検出した。
結果
骨折においては、先ず線維が形成され、次いで軟骨が形成された後に骨組織によって置換される、これに対して、抜歯窩では軟骨形成を経過しないで直接に骨組織が形成された。
BMPは骨形成が生じる前の骨折面あるいは抜歯窩骨面に沿う破骨細胞に強く発現した。骨形成の初期段階では前骨芽細胞に発現し、骨芽細胞では発現は極めて弱かった。また、TGF-βは破骨細胞および骨芽細胞に強く発現した。
ReceptorおよぴSmadはBMPあるいはTGF-βリガンドの局在と一致していた。
以上のことから、BMPは破骨細胞および骨芽細胞の初期分化に、TGF-βは破骨細胞および骨芽細胞の分化および成熟に関係しているものと考えられた。

Research Products

• [Publications] 桑田文幸, 堀稔, 関和忠信, 寺門正昭, 稲毛稔彦, 佐藤慶伴, 小方頼昌, 福島一雅, 田中博, 大井田新一郎: "組織工学による骨誘導に関する研究"日本大学歯学部研究紀要(一般教育). 30号. 37-48 (2002)