歯槽骨破壊におけるRANKとToll-like receptorシグナルの解明

• 研究課題/領域番号: 15390565
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 機能系基礎歯科学
• 研究機関: 松本歯科大学
• 研究代表者: 宇田川 信之 松本歯科大学, 歯学部, 教授 (70245801)
• 研究分担者: 小澤 英浩 松本歯科大学, 大学院・歯学独立研究科, 教授 (60018413) ; 奥村 茂樹 松本歯科大学, 歯学部, 助手 (80350825) ; 溝口 利英 松本歯科大学, 総合歯科医学研究所, 助手 (90329475) ; 平岡 行博 松本歯科大学, 大学院・歯学独立研究科, 教授 (20097512) ; 古澤 清文 松本歯科大学, 大学院・歯学独立研究科, 教授 (90165481)
• 研究期間 (年度): 2003 – 2004
• 研究課題ステータス: 完了 (2004年度)
• 配分額: 14,800千円 (直接経費: 14,800千円); 2004年度: 4,500千円 (直接経費: 4,500千円); 2003年度: 10,300千円 (直接経費: 10,300千円)
• キーワード: LPS / MyD88 / TRIF / TRAM / IL-1 / IL-6 / 骨髄マクロファージ / マウス / リポ多糖 / 破骨細胞 / 骨芽細胞 / 骨吸収 / 骨形成 / 自然免疫 / TLR4

研究概要

LPSによる破骨細胞形成におけるMyD88とTRIFの役割を検討するために,骨芽細胞と骨髄細胞の共存培養を行った。その結果,LPSおよびIL-1は,正常マウスとTRIF遺伝子欠損マウスの破骨細胞形成を誘導したが,MyD88遺伝子欠損マウスの破骨細胞形成を誘導しなかった.
次に,LPSの成熟破骨細胞に対する延命促進作用を検討した.培養ディッシュ上で純化した破骨細胞は,無刺激下においては24時間でほとんどが死に至ったが,RANKL, LPSおよびIL-1は破骨細胞の延命を促進した.TRIF欠損破骨細胞における延命促進効果は正常マウスと同様であったが,MyD88欠損破骨細胞はLPSとIL-1による延命促進効果が認められなかった.
次にLPSによる骨芽細胞からのIL-6産生におけるMyD88とTRIFの役割を検討した.その結果,LPS刺激において,MyD88欠損骨芽細胞はIL-6を産生しなかったが,TRIF欠損骨芽細胞はIL-6を産生した.骨髄マクロファージは以前の報告と同様,MyD88とTRIF,どちらの欠損マウスにおいてもIL-6を産生しなかった.LPS刺激におけるMyD88とTRIFの必要性が細胞により違っていたことから,骨芽細胞,骨髄マクロファージ,破骨細胞の3種類の細胞におけるMyD88,TRIFおよびTRIFシグナルに関与するもう一つのアダプター分子であるTRAMの発現をRT-PCR法で検討した.その結果,MyD88とTRIFは正常マウス由来の骨芽細胞,骨髄マクロファージ,破骨細胞の全てに発現していたが,TRAMは骨髄マクロファージのみで発現しており,骨芽細胞と破骨細胞では発現していなかった.以上の結果から,LPSによる破骨細胞の分化誘導と延命,さらに骨芽細胞からのIL-6産生にはMyD88シグナルのみが関与することが明らかとなった.また,MyD88とTRIFの両方のシグナルを必要とするマクロファージとの違いは,骨芽細胞と破骨細胞においてTRAMが発現していないためであると考えられる.

研究成果

• [雑誌論文] Dolomite supplementation improves bone metabolism through modulation of calcium-regulating hormone secretion in ovariectomized rats. (2005)
  • 著者名/発表者名: Mizoguchi T et al.
  • 雑誌名: J Bone Miner Metab (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Cyclic AMP/protein kinase A signals enhance osteoclastic differentiation through TAK1 in osteoclast precursors. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi Y et al.
  • 雑誌名: J Biol Chem (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Prostaglandin E_2 receptors EP2 and EP4 are down-regulated during differentiation of mouse osteoclasts from their precursors. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi Y et al.
  • 雑誌名: J Biol Chem (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Muramyl dipeptide enhances osteoclast formation induced by lipopolysaccharide, IL-1α and TNFα through Nod2-mediated signaling in osteoblasts. (2005)
  • 著者名/発表者名: Yang S et al.
  • 雑誌名: J Immunol (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Dolomite supplementation improves bone metabolism through modulation of calcium-regulating hormone secretion in ovariectomized rats. (2005)
  • 著者名/発表者名: Mizoguchi T, et al.
  • 雑誌名: J Bone Miner Metab 23 ページ: 140-146
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Prostaglandin E_2 chances osteoclastic differentiation of precursor cells through protein kinase A-dependent phosphorylation of TAKI. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi Y, et al.
  • 雑誌名: J Biol Chem 280 ページ: 11395-11403
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Prostaglandin E_2 receptors EP2 and EP4 are down-regulated during differentiation of mouse osteoclasts from their precursors. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi Y, et al.
  • 雑誌名: J Biol Chem (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Muramyl dipeptide enhances osteoclast formation induced by lipopolysaccharide, IL-1α and TNFα through Nod2-mediated signaling in osteoblasts. (2005)
  • 著者名/発表者名: Yang S, et al.
  • 雑誌名: J Immunol (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] MyD88 is an essential molecule in osteoclastogenesis induced by lipopolysaccharide, diacyl lipopeptide and IL-1α, and MyD88 knockout mice exhibit a low turnover osteoporotic phenotype. (2005)
  • 著者名/発表者名: Sato N et al.
  • 雑誌名: J Exp Med 200・5 ページ: 601-611
• [雑誌論文] Suppression of osteoprotegerin expression by PGE_2 is crucially involved inLPS-induced osteoclast formation1. (2004)
  • 著者名/発表者名: Suda K et al.
  • 雑誌名: J Immunol 172 ページ: 2504-2510
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] MyD88 is an essential molecule in osteoclastogenesis induced by lipopolysaccharide, diacyl lipopeptide and IL-1α, and MyD88 knockout mice exhibit a low turnover osteoporotic phenotype. (2004)
  • 著者名/発表者名: Sato N et al.
  • 雑誌名: J Exp Med 200 ページ: 601-611
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Suppression of osteoproteger in expression by prostaglandin E_2 is crucially involved in LPS-induced osteoclast formation. (2004)
  • 著者名/発表者名: Suda K, et al.
  • 雑誌名: J Immunol 172 ページ: 2504-2510
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] MyD88 but not TRIP is essential for osteoclastogenesis induced by lipopolysaccharide, diacyl lipopeptide and IL-1α. (2004)
  • 著者名/発表者名: Sato N, et al.
  • 雑誌名: J Exp Med 200 ページ: 601-611
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Suppression of osteoprotegerin expression by PGE_2 is crucially involved in LPS-induced osteoclast formation1. (2004)
  • 著者名/発表者名: Suda K et al.
  • 雑誌名: J Immunol 172・4 ページ: 2504-2510
• [雑誌論文] Destruxins, cyclodepsipeptides, block the formation of actin rings and prominent clear zones and ruffled borders in osteoclasts. (2004)
  • 著者名/発表者名: Nakagawa, H et al.
  • 雑誌名: Bone 33・1 ページ: 443-455
• [雑誌論文] Quercetin suppresses bone resorption by inhibiting the differentiation and activation of osteoclasts. (2004)
  • 著者名/発表者名: Woo.J-T et al.
  • 雑誌名: Biol Pharm Bull 27・4 ページ: 504-509
• [雑誌論文] 骨吸収と骨形成の共役機構 (2004)
  • 著者名/発表者名: 中村美どり 他
  • 雑誌名: 腎と骨代謝 17・2 ページ: 107-115
• [図書] Arthritis Research : Methods and Protocols (2005)
  • 著者名/発表者名: Takahashi N et al.
  • 出版者: Humana Press, Totowa, New Jersey(in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Suda K.et al.: "Suppression of osteoprotegerin expression by prostaglandin E_2 is crucially involved in LPS-induced osteoclast formation."Journal of Immunology. 172・4. 2504-2510 (2004)
• [文献書誌] Nakamura M. et al.: "Osteoprotegerin regulates bone fomation through a coupling mechanism with bone resorption."Endocrinology. 144・12. 5441-5449 (2003)
• [文献書誌] Li X.et al.: "p38 MAPK is crucially involved in osteoclast differentiation but not in cytokine production, phagocytosis or dendritic cell differentiation of bone marrow macrophages."Endocrinology. 144・11. 4999-5005 (2003)
• [文献書誌] Itoh K.et al.: "LPS promotes the survival of osteoclasts via toll-like receptor 4, but cytokine production of osteoclasts in response to LPS is different from that of macrophages."Journal of Immunology. 170・7. 3688-3695 (2003)
• [文献書誌] Nakagawa H. et al.: "Destruxins, cyclodepsipeptides, block the formation of actin rings and prominent clear zones and ruffled borders in osteoclasts."Bone. 33・3. 443-455 (2003)
• [文献書誌] Takami M. et al.: "Involvement of vacuolar H^+-ATPase in incorporation of risedronate into osteoclasts."Bone. 32・4. 341-349 (2003)
• [文献書誌] Takahashi N. et al.: "Bone Research Protocols"Humana Press Inc. 448 (2003)