Oxidative stress affects collagen fiber formation and LOX expression cultured by osteoblasts

2018 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16K20528
• Research Institution: Fukuoka Dental College
• Principal Investigator: 山口 雄一郎 福岡歯科大学, 口腔歯学部, 助教 (50757945)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: コラーゲン線維形成 / 酸化ストレス / コラーゲン翻訳後修飾 / 骨芽細胞 / 骨基質

Outline of Annual Research Achievements

過酸化水素による酸化ストレスによって，骨芽細胞様株化細胞であるMC3T3-E1細胞が分泌する骨基質は石灰化が遅延し，コラーゲン線維が細くなる．昨年度はコラーゲン線維形成を制御しうるⅤ型コラーゲンやデコリン，コラーゲン分子の三重螺旋形成に関与するpeptidylprolyl isomerase（Ppib），prolyl 3-hydroxylase 1（P3h1），cartilage associated protein（Crtap），serpin family H member 1（Serpinh1）およびFK506 binding protein 10（Fkbp10）の遺伝子発現が酸化ストレスによって変化しないことを明らかにした．今年度はコラーゲンの線維形成に関わる，主要な翻訳後修飾酵素の遺伝子発現について調べた．コラーゲンのリジン残基の水酸化や糖添加に関わるlysyl hydroxylase 1（LH1），LH2およびLH3，とglycosyltransferase family 25 domain 1（GLT25D1）の発現は酸化ストレスによって変化しなかった．コラーゲン架橋形成の開始に関与する酵素では，lysyl oxidase-like protein 2（LOXL-2）ではコントロール，酸化ストレス下のいずれにおいても発現が認められず，LOXL-3とLOXL-4は酸化ストレスによって発現の変化はなかった．ところが，lysyl oxidase（LOX）とLOXL-1の遺伝子発現は酸化ストレスによって有意に増加した．このことから，酸化ストレスは骨芽細胞の分泌する骨基質中のコラーゲンの翻訳後修飾に影響を与えて，コラーゲン線維形成に影響している可能性が示唆された．