骨破壊抑制活性を有する天然低分子化合物の作用機構及び骨疾患モデル動物での効果解析

2004 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15380077
• Research Institution: Chubu University
• Principal Investigator: 永井 和夫 中部大学, 応用生物学部, 教授 (00011974)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 禹 済泰 中部大学, 応用生物学部, 助教授 (20272693) ; 大西 素子 中部大学, 応用生物学部, 助教授 (00312653) ; 南 基泰 中部大学, 応用生物学部, 講師 (90340207)
• Keywords: 破骨細胞 / 骨吸収抑制剤 / 骨粗鬆症 / アポトーシス / タンパク質合成 / リベロマイシン / 微生物代謝産物 / tRNA

Research Abstract

申請者らは、臨床応用が可能な骨吸収抑制剤を得る目的で、破骨細胞の分化及び成熟破骨細胞の機能発現過程に作用する活性物質を微生物代謝産物中から探索し、デストラクシンとリベロマイシンが破骨細胞の分化及び融合には関与せず活性化破骨細胞に作用し、骨吸収機能を阻害することを見出した。また、リベロマイシンによる骨吸収阻害は活性化破骨細胞のアポトーシス誘導に由来することを明らかにした。
本年度は、リベロマイシンの細胞レベルでの活性化破骨細胞に対する選択的作用のメカニズムと標的分子の解析を行なうとともに、卵巣摘出骨吸収促進モデル動物と低カルシウム食モデルラットでの骨吸収抑制効果を検討することにより骨吸収抑制剤として開発の可能性を見極めることにした。酵母においてリベロマイシンはイソロイシルtRNA合成酵素を阻害することが報告されているが、破骨細胞においてもリベロマイシンは放射能標識イソロイシンのタンパク質への取り込みを選択的に阻害した。この結果は、リベロマイシンがイソロイシルtRNA合成酵素活性を阻害し破骨細胞の細胞死を誘導することを示唆する。更に酸性環境ではリベロマイシンの細胞死誘導効果が認められない細胞、破骨細胞の前駆細胞においても、放射ラベルイソロイシルのタンパク質への取り込みを阻害し、細胞のアポトーシス誘導が促進されることを明らかにした。この結果から、リベロマイシンの活性化破骨細胞に対する選択性は、活性化破骨細胞がつくる酸性環境に由来すると考えられる。また骨粗鬆症モデル動物試験において、リベロマイシン(1-4mg/Kgで1日2回、1ヶ月間ip投与)は卵巣摘出による骨吸収促進による骨密度の低下を抑制した。更に、低カルシウム食モデルラットにおいて、長管骨の海面骨における破骨細胞の増加を著しく抑制した。今後動物実験による毒性について詳細な検討を行い、骨吸収抑制の有効容量との差を検討する必要があると思われる。

Research Products

• [Journal Article] Statins and geranylgeranyl transferase I inhibitor inhibit mononuclear osteoclast formation induced by RANKL and TNF. (2005)
  • Author(s): Je-Tae Woo, Hiroshi Nakagawa, Annette M.Krecic, Kazuo Nagai
  • Journal Title: Biochemical Pharmacology 69 Pages: 87-95
• [Journal Article] Symbioimine Exhibiting Inhibitory Effect of Osteoclast Differentiation, from the Symbiotic Marine Dinoflagellate Symbiodinium sp. (2004)
  • Author(s): Kita M, Kondo M, Koyama T, Yamada K, Matsumoto T, Lee KH, Woo JT, Uemura
  • Journal Title: J.Am.Chem.Soc.126 126 Pages: 4794-4795
  • Description: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [Journal Article] Generation of hydrogen peroxide primarily contributes to the induction of Fe(II)-dependent apoptosis in Jurkat cells by (-)-epigallocatechin (2004)
  • Author(s): Nakagawa H, Hasumi K, Woo JT, Nagai K, Wachi M.
  • Journal Title: Carcinogenesis 25 Pages: 1567-1574
  • Description: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [Journal Article] The calcineurin/NFAT signaling pathway regulates osteoclastogenesis in RAW264.7 cells. (2004)
  • Author(s): Hirotani H, Tuohy NA, Woo JT, Stern PH, Clipstone NA
  • Journal Title: J.Biol.Chem. 279 Pages: 13984-13992
• [Journal Article] Cyclosporine A and FK506 induce osteoclast apoptosis in mouse bone marrow cell cultures (2004)
  • Author(s): Igarashi K, Hirotani H, Woo JH, Stern PH.
  • Journal Title: Bone 35 Pages: 47-56
• [Journal Article] Furosin, an ellagitannin, suppresses RANKL-induced osteoclast differentiation and function through inhibition of MAP kinase activation and actin ring formation (2004)
  • Author(s): Park EK, Kim MS, Lee SH, Kim KH, Park JY, Kim TH, Lee IS, Woo JT, Jung JC
  • Journal Title: Biochem.Biophys.Res.Commun. 325 Pages: 1472-1480