副甲状腺ホルモンとβカテニンの相互作用による骨形成調節機構の解明

2008 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19659375
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 緒方 直史 The University of Tokyo, 医学部・附属病院, 特任助教 (10361495)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 三浦 俊樹 東京大学, 医学部・附属病院, 助教 (20376479) ; 竹下 克志 東京大学, 医学部・附属病院, 講師 (30262009)
• Keywords: 細胞・組織 / 骨代謝 / 副甲状腺ホルモン / 骨粗鬆症

Research Abstract

19年度は、副甲状腺ホルモン(PTH)受容体C未側細胞内ドメインに結合する蛋白質としてβカテニンを同定し、細胞内にて結合していることも確認し、その結合部位も同定することが出来たことから、その結合によりPTHシグナルが影響を受けるかを、βカテニンの強制発現系およびSiRNAによる発現抑制を行い検討した。マウス腎臓由来293細胞に恒常活性型βカテニンを過剰発見すると、PTH刺激補の細胞内cAMP活性は抑制された。逆にsiRNA導入によりβカテニンを発現抑制すると、刺激後のcAMP活性は促進され、さらに細胞内Ca^<2+>濃度が著明に上昇した。また、βカテニンとPTH受容体C末端との結合にはE-カドヘリンが必要なことが明らかとなった。カドヘリンをSiRNAによる発現抑制すると、同様にPTHのシグナルはcAMP活性が優位に上昇し、Ca^<2+>の蓄積は見られかった。骨芽細胞にてPTH刺激後βカテニンを抑制させると骨芽細胞の分化マーカーであるオステオカルシンの発現が上昇し、骨芽細胞分化が亢進していることが明らかになった。E-カドヘリンを抑制しても同様な傾向が認められ、βカテニンとE-カドヘリンがPTH受容体にC末端に結合することが示され、その結果によりPTHのシグナルがcAMPを抑制するよう調節され、βカテニンの結合が外れることでPTHのcAMPへのシグナルが亢進し、骨芽細胞分化がより亢進することが明らかとなった。PTH受容体に結合する分子として、骨芽細胞分化に影響を及ぼす分子はこれまで同定されてなく、骨芽細胞において、βカテニンが有力なPTHシグナルの調節因子であることが明らかとなった。