内分泌撹乱化学物質によるマウス骨格形成の阻害メカニズムの解明

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15510045
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 萩原 啓実 東京工業大学, バイオ研究基盤支援総合センター, 助教授 (90189465)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 石原 陽子 東京女子医科大学, 医学部, 助教授 (50203021)
• Keywords: 内分泌撹乱化学物質 / ダイオキシン / トリブチルスズ / 骨芽細胞 / 破骨細胞 / 軟骨細胞 / 骨代謝 / 阻害メカニズム

Research Abstract

申請者らが予備実験においてマウス骨格形成の異常を引き起こす候補因子として絞り込んだメチルコランスレン(ダイオキシン受容体リガンド)、トリブチルスズ、ノニルフェノールを妊娠マウスに投与して骨形成に及ぼす影響を調べた。また、培養軟骨細胞、破骨細胞、骨芽細胞の系をもちいて内分泌撹乱化学物の増殖と分化におよぼす影響を検討した。
(1)妊娠マウスの腹腔にメチルコランスレン、トリブチルスズを投与し胎児(胎齢17.5日)の軟骨・骨形成を対象と比較した。骨染色には、アリザリンレッド染色による骨組織とアルシアンブルー染色による軟骨組織を用いた。メチルコランスレンは胎児の中手骨、中足骨の石灰化を顕著に遅延させると同時に頚骨の形態異常が観察された(Endocrinology 143:3575-3581,2002)。トリブチルスズでは、マウスの頭頂骨の石灰化に遅延が確認された。しかし、モノブチルスズでは影響は観察されなかった。
(2)メチルコランスレンは、骨芽細胞による破骨細胞分化誘導因子の形成を阻害することにより破骨細胞の形成を抑制した(Biochemical Pharmacology 67:119-127,2004)。形成された破骨細胞の骨吸収活性には影響を及ぼさなかった。さらに、メチルコランスレンの細胞内受容体であるダイオキシン受容体のアンタゴニストを共存させるとメチルコランスレンの阻害効果は減弱した。
トリブチルスズの骨代謝への影響を培養骨芽細胞を用いて細胞の増殖と分化を中心にして調べた。トリブチルスズは、骨芽細胞の増殖には影響しなかったが、分化・石灰化を強力に抑制した。しかし、モノブチルスズでは阻害が観察されなかった。この作用メカニズムを解明するためにトリブチルスズの既存の作用点であるアロマターゼ活性の阻害と細胞内カルシウムイオンの上昇を検討したところ、骨芽細胞の細胞内カルシウム濃度を上昇させることを確認した。

Research Products

• [Publications] E.Otsuka, M.Notoya, H.Hagiwara: "Treatment of myoblastic C2C12 cells with BMP-2 stimulates vitamin D-induced formation of osteoclasts."Calcified Tissue International. 73. 72-77 (2003)
• [Publications] M.Naruse, E.Otsuka, M.Naruse, Y.Ishihara, S.Tomita, H.Hagiwara: "Inhibition of osteoclast formation by 3-methylcholanthrene, a ligand for arylhydrocarbon receptor : suppression of osteoclast differentiation factor in osteogenic cells."Biochemical Pharmacology. 67. 119-127 (2004)
• [Publications] M.Notoya, Y.Tsukamoto, H.Nishimura, JT.Woo, K.Nagai, IS.Lee, H.Hagiwara: "Quercetin, a flavonoid, inhibits the proliferation, differentiation, and mineralization of osteoblasts in vitro."European Journal of Pharmacology. 485. 89-96 (2004)