炎症性疾患におけるCX3CL1を介した破骨細胞前駆細胞の骨芽細胞層通過機構の解明

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K09532
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: 立川 敬子 東京医科歯科大学, 歯学部附属病院, 講師 (70236537)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中浜 健一 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 准教授 (60281515)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: CX3CL1 / 破骨細胞前駆細胞 / 細胞内カルシウム濃度 / cAMP濃度 / HeLa細胞 / RANKL / M-CSF

Outline of Annual Research Achievements

本研究は破骨細胞前駆細胞（OCP）が骨表面に達し成熟破骨細胞に分化する過程に着目し、OCPが骨芽細胞表面から骨基質へと遊走する経路において骨芽細胞やOCPにどのような変化が起こるのかというメカニズムの解明とその阻害による骨疾患の治療薬となるリーダーコンパウンドをスクリーニングする事を目的としている。メカニズムの解明に関しては計画していたCX3CL1-蛍光タンパク質の発現が予想されている細胞膜局在を示さず、他の方法による解決を試みている。具体的には骨芽細胞-OCP接触した際の骨芽細胞の細胞内カルシウム濃度やcAMP濃度のリアルタイム観察である。現在これらの実験系を立ち上げようとしている。また、骨芽細胞-OCP間の相互作用を阻害する可能性のある阻害剤をスクリーニングする目的でHeLa細胞にRANKLとM-CSFを発現させ、マクロファージ系細胞株であるRAW細胞と共培養することにより破骨細胞分化を誘導する系を確立した。この実験系は高価なRANKLやM-CSFといったサイトカインを添加する事なく、破骨細胞を支持できる安価なスクリーニング系であり、マイクロプレートを使って多検体を同時にスクリーニング可能であった。現在化合物ライブラリーをスクリーニング中である。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

当初より計画されていた骨芽細胞-OCPの細胞間コミュニケーションによるCX3CL1の可視化と細胞骨格系の動体を調べる実験に関してはその発現量及び局在からうまくいっているとは言い難い。しかしながら、これらの問題を解決するための方策をいくつか試みている。骨芽細胞内のカルシウム濃度及びcAMP変化について実験を行う前段階にまで来ている。それと並行して、in vitroでの破骨細胞分化抑制可能な薬剤を効率よくスクリーニングできる実験系を構築し、現在進めているところである。

Strategy for Future Research Activity

今年度は最終年度として結果を出すべく以下の実験を予定している。
１、骨芽細胞-OCPの細胞間コミュニケーションによる骨芽細胞内セカンドメッセンジャーの動態とCX3CL1の関係について明らかにする。
２、In vitro共培養における破骨細胞分化に対する化合物の効果を網羅的に調べることにより骨量減少を伴う骨疾患の治療薬候補を見つける。
３、２で見出された候補化合物のうち、CX3CL1-CX3CR1を介するシグナルを抑制する化合物を検索する。

Causes of Carryover

若干，研究計画遂行に遅れが出ているため．