Toll様受容体に着目した硬化性骨病変発症機構の解明

2004 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16591880
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 出山 義昭 北海道大学, 大学院・歯学研究科, 助教授 (80271667)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 戸塚 靖則 北海道大学, 大学院・歯学研究科, 教授 (00109456) ; 鈴木 邦明 北海道大学, 大学院・歯学研究科, 教授 (40133748) ; 柴田 健一郎 北海道大学, 大学院・歯学研究科, 教授 (50145265) ; 土門 卓文 北海道大学, 大学院・歯学研究科, 助手 (50217618) ; 吉村 善隆 北海道大学, 大学院・歯学研究科, 助手 (30230816)
• Keywords: Toll様受容体 / 硬化性骨病変 / 骨芽細胞 / 線維芽細胞増殖因子2(FGF-2) / 石灰化

Research Abstract

硬化性骨疾患の一つである硬化性骨髄炎は長期に及ぶ炎症が軽快または消失した骨髄部に多量の骨が形成される病態を示す疾患である。その発症は細菌やウイルスによるものであると推測されているが、その発症機構の詳細は未だ明らかにされていない。一方、自然免疫系においては微生物の表層抗原を認識する受容体としてToll-like receptor(TLR)群が発見され、それぞれ特異的な微生物の成分と結合してそのシグナルを伝達していることが広く知られている。
本研究は病変部位に存在するウイルスや細菌が骨芽細胞のTLRを介して細胞外基質などの分泌に対して影響を及ぼし、石灰化現象に変化を生じさせるものと推測し、本研究を行った。
マウス頭蓋冠由来骨芽細胞様細胞株MC3T3-E1細胞(E1細胞)ではTLR-1、3、4、5、6、7、ヒト骨肉腫細胞株MG-63ではTLR-3、7、6 mRNAの発現が認められた。TLR-3のリガンドである二本鎖RNAであるpoly IC(100ng/ml)を添加してE1細胞を通法に従い培養すると培養開始10日目より石灰化結節を生じ、対照群と比較して結節の数、大きさともに増大傾向を示した。また、100ng/ml poly ICでE1細胞を12時間刺激すると線維芽細胞増殖因子2(FGF-2)mRNAの発現が2倍、cbfa1 mRNAでは1.6倍の増加が認められた。さらに、10mg/kg poly ICをC57/B16マウスに投与すると有意な体重減少とともに皮質骨の肥厚が軟X線写真により観察された。
以上の結果より、ウイルス二本鎖RNAを骨芽細胞のTLRが認識し、骨の石灰化を亢進させるシグナルを伝達させる可能性が示唆された。