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2009 Fiscal Year Annual Research Report

骨芽細胞の分化およびメカニカルストレス応答性におけるAMPKの機能的役割

Research Project

Project/Area Number 20791434
Research InstitutionKagoshima University

Principal Investigator

葛西 貴行  Kagoshima University, 医学部・歯学部附属病院, 医員 (30457650)

KeywordsAMPK / 骨芽細胞 / メカニカルストレス / シグナル伝達 / エネルギー代謝
Research Abstract

メカニカルストレス(MS)は、骨組織における重要な代謝調節因子である。骨芽細胞の分化には、RUNX2を含む幾つかの転写因子が必須であると報告されている一方、細胞内における分化調節に関わるシグナル伝達経路は未だ不明な点が多い。AMP-activated protein kinase (AMPK)はエネルギー飢餓のセンサーとして働くキナーゼとして知られ、骨細胞を含むあらゆる細胞種で発現しているが、骨代謝における機能的役割については殆ど解明されていない。今回、MSの一つである低周波超音波刺激によりAMPK発現レベルに変化が見られたことから、骨代謝とAMPKの関連についてin vitro分化モデルにより追究した。AMPKのリン酸化で示す活性は、初代骨芽細胞とMC3T3-E1細胞いずれの分化過程においても低下が見られた。一方、骨芽細胞最終分化の指標である基質石灰化は、AMPK持続的活性化効果のあるグルコース制限及びmetformin刺激、さらに活性型AMPK強発現によって著明に抑制された。Metforminは、Runx2発現の抑制と、骨分化マーカー(オステオカルシン,骨シアロタンパク,オステオポンチン)発現及びアルカリフォスファターゼ活性を有意に抑制した。これらにより、生理的なAMPK活性の低下がRunx2発現誘導を介して、骨芽細胞の分化シグナル伝達経路に関わりを持つ可能性が示唆された。前駆脂肪細胞3T3-L1細胞においても、AMPK活性を持続させると脂肪細胞への分化が有意に抑制されたことから、間葉系幹細胞由来細胞の分化にAMPKが関与する可能性が示唆された。MS応答性におけるAMPKの機能は解析途中であるが、低周波超音波刺激によるAMPK活性の低下が確認出来ている。

  • Research Products

    (2 results)

All 2009

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (1 results)

  • [Journal Article] Osteoblast differentiation is functionally associated with decreased AMP Kinase activity2009

    • Author(s)
      Kasai T, Bandow K, Suzuki H, Chiba N, Kakimoto K, Ohnishi T, Kawamoto S, Nagaoka E, Matsuguchi T.
    • Journal Title

      Journal of Cellular Physiology 221(3)

      Pages: 740-749

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 骨芽細胞分化における細胞内エネルギーセンサーキナーゼ(AMPK)の役割2009

    • Author(s)
      葛西貴行, 坂東健二郎, 柿元協子, 大西智和, 川本真一郎, 長岡英一, 松口徹也
    • Organizer
      第51回歯科基礎医学会
    • Place of Presentation
      朱鷺メッセ(新潟市)
    • Year and Date
      2009-09-10

URL: 

Published: 2011-06-16   Modified: 2016-04-21  

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