軟骨細胞におけるシンデカンおよびインテグリンを介するCTGFの作用機構の解明

• 研究課題/領域番号: 12771105
• 研究種目: 奨励研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 機能系基礎歯科学
• 研究機関: 岡山大学
• 研究代表者: 西田 崇 岡山大学, 大学院・医歯学総合研究科, 助手 (30322233)
• 研究期間 (年度): 2000 – 2001
• 研究課題ステータス: 完了 (2001年度)
• 配分額: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円); 2001年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円); 2000年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
• キーワード: 結合組織成長因子(CTGF) / 軟骨細胞 / ヘパラン硫酸 / プロテオグリカン / ヘパリナーゼ / インテグリンα_3β_1 / マクロアレイ / クロスリンク / コンドロイチン硫酸 / 受容体

研究概要

1.ヒト口腔扁平上皮癌細胞株HSCにCTGF遺伝子を強制発現させ、マクロアレイ解析を行ったところ、対照と比較して、インテグリンα_3β_1の遺伝子発現の上昇が確認された。
2.ラットの成長板において、CTGFが増殖軟骨細胞層から肥大軟骨細胞層にかけて局在しているのに対し、ヘパラン硫酸は増殖軟骨細胞層から成熟軟骨細胞層にかけて局在することを明らかにした。
3.ヒト軟骨細胞様細胞株HCS-2/8においてCTGFはヘパラン硫酸と局在が一致することを明らかにした。
4.CTGFは特徴的な4つのモジュール構造、即ちIGFBP、vWC、TSP、CTモジュールで構成されているが、各モジュールの組換えタンパク質を作製し、ヘパリンがC末端モジュールであるCTに結合することを明らかにした。
5.対数増殖期のHCS-2/8細胞にCTGFを添加するとDNA合成が冗進するが、ヘパリナーゼで前処理したHCS-2/8細胞ではCTGFのDNA合成促進作用は消失した。
6.ヘパリナーゼで前処理したHCS-2/8細胞にCTGFを添加し、軟骨細胞の分化マーカーの一つであるアグリカンの発現をノーザンプロット法で解析すると、ヘパリナーゼで処理していないHCS-2/8細胞で見られるアグリカンの発現量の増加が認められなくなった。
7.6.と同様の条件下でプロテオグリカンの合成量を^<35>S-硫酸の取り込みを指標にして測定すると、ヘパリナーゼで前処理したHCS-2/8細胞ではCTGFによるプロテオグリカン合成の促進効果が認められなかった。
以上のことから、CTGFがHCS-2/8細胞に作用する際にヘパラン硫酸が必要であり、ヘパラン硫酸によって、CTGFの活性が制御されていることが示唆された。

研究成果

• [文献書誌] Kubota, S.: "Novel mode of processing and secretion of connective tissue growth factor/Ecogenin (CTGF/Hcs24) in chondrocytic HCS-2/8 ells"Bone. 29. 155-161 (2001)
• [文献書誌] Hirashima, Y.: "Characterization of binding properties of urinary trypsin inhibitor to cell-associated binding sites on human chondrosarcoma cell line HCS-2/8"J. Biol. Chem.. 276. 13650-13656 (2001)
• [文献書誌] Shimo, T.: "Involvement of CTGF, a hypertrophic chondrocyte-specific gene product, in tumor angiogenesis"Oncology. 61. 315-322 (2001)
• [文献書誌] Yosimichi, G.: "CTGF/Hcs24 induces chondrocyte differentiation through a p38 mitogen-activated protein kinase (p38MAPK), and proliferation through a p44/42 MAPK/extracellular-signal regulated kinase (ERK)"Eur. J. Biochem.. 268. 6058-6065 (2001)
• [文献書誌] Kondo, S.: "Connective tissue growth factor increased by Hypoxia may initiate angiogenesis in collaboration with matrix metalloproteinases"Carcinogenesis. (印刷中). (2002)
• [文献書誌] Nishida, T.: "CTGF/Hcs24, a hypertrophic chondrocyte-specific gene product, stimulates proliferation and differentiation but not hypertrophy of cultured articular chondrocytes"J. Cell. Physiol.. (印刷中). (2002)
• [文献書誌] Nakanishi,T.: "Effects of CTGF/Hcs24, a product of a hypertrophic chondrocyte-specific gene, on the proliferation and differentiation of chondrocytes in culture"Endocrinology. 141. 264-273 (2000)
• [文献書誌] Kobayashi,H.: "Identity of urinary trypsin inhibitor-binding protein to link protein"J.Biol.Chem.. 275. 21185-21191 (2000)
• [文献書誌] Nishida,T.: "Effects of CTGF/Hcs24, a hypertrophic chondrocyte-specific gene product, on the proliferation and differentiation of osteoblastic cells in vitro"J.Cell.Physiol.. 184. 197-206 (2000)