2017 Fiscal Year Research-status Report
メカニカルストレス下における骨構成細胞間コミュニケーションの分子調節機構の解明
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15K10499
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| Research Institution | University of Occupational and Environmental Health, Japan |
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Principal Investigator |
酒井 昭典 産業医科大学, 医学部, 教授 (90248576)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | メカニカルストレス / 非荷重 / 二次海綿骨 / 破骨細胞 / TRACP / 骨髄細胞 / カルシトニン受容体 / マウス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
メカニカルストレス下における骨構成細胞間コミュニケーションの分子調節機構を解明することを目的に研究を行っている。平成29年度は、研究実施計画に従い、荷重増減モデルマウスにおける破骨細胞の分化と活性化について解析を行った。
6週齢の雄性C57BL/6Jマウスを1週間飼育ケージで慣らした後に実験を行った。尾部を懸垂することによってマウス後肢を非荷重とした。脛骨二次海綿骨における骨形態計測の結果、非荷重1週で、海綿骨量（BV/TV）は有意に減少し（p<0.01）、破骨細胞面（OcS/BS）と破骨細胞数（OcN/BS）は有意に増加した（p<0.01）。TRACP陽性かつ単核の細胞を前破骨細胞と定義すると、前破骨細胞数（N.POCs/BS）は非荷重1週で変化しなかった。非荷重4日目のマウスの両側大腿骨および脛骨からフラッシュアウトして採取した骨髄細胞を培養した結果、正常荷重のマウスから採取して培養した結果と比べて、TRACP陽性多核細胞の形成が有意に増加していた（p<0.01）。
定量的RT-PCRの結果、非荷重1日目の骨髄細胞では、正常荷重の骨髄細胞と比べて、カルシトニン受容体mRNAの発現が有意に増加していた（p<0.01）。フローサイトメトリーの結果、非荷重4日目の骨髄細胞では、正常荷重の骨髄細胞と比べて、カルシトニン受容体タンパクの発現が有意に増加していた（p<0.01）。脛骨近位二次海綿骨の免疫染色の結果、非荷重4日目の骨標本は正常荷重の骨標本と比べて、カルシトニン受容体タンパク陽性細胞が骨梁表面に多く存在していた。非荷重により成熟破骨細胞の数と骨吸収面が増加していること、カルシトニン受容体陽性の骨髄細胞がmRNAレベルでもタンパクレベルでも増加していることが明らかとなった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究3年目である平成29年度は、当初の研究計画であった「荷重増減モデルマウスにおける破骨細胞の分化と活性化の解析」をおおむね順調に行うことができた。マウスの尾部懸垂による非荷重により、成熟破骨細胞の数と骨吸収面が増加していることを組織形態計測から明らかにし、カルシトニン受容体陽性の骨髄細胞がmRNAレベルでもタンパクレベルでも増加していることを定量的RT-PCR、フローサイトメトリー、免疫染色から明らかにした。平成30年度も当初の研究計画に従い「骨芽細胞-破骨細胞の細胞間コミュニケーション」について解析を進めていく予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度は当初の研究計画に従い「骨芽細胞-破骨細胞の細胞間コミュニケーション」について解析を進めていく予定である。細胞間コミュニケーション分子（osteoclast-producing osteoanabolic coupling factors:
S1P, cathepsin K, EFNB2, PDGF-BB, Cthrc1, C3a, MDGFsなど）を解析する。非荷重により、カルシトニン受容体陽性の骨髄細胞が、mRNAレベルでもタンパクレベルでも増加していることが明らかになったので、当初の予定に加えて、カルシトニンにフォーカスを当てて、解析を進めていく方針である。
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