溶骨性骨転移における破骨細胞分化因子(RANKL)の役割

• 研究課題/領域番号: 16590313
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 実験病理学
• 研究機関: 神戸大学
• 研究代表者: 北澤 理子 神戸大学, 大学院・医学系研究科, 講師 (00273780)
• 研究期間 (年度): 2004 – 2005
• 研究課題ステータス: 完了 (2005年度)
• 配分額: 3,300千円 (直接経費: 3,300千円); 2005年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円); 2004年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
• キーワード: 骨転移 / 破骨細胞 / RANKL / 遺伝子プロモータ / 転写制御 / 副甲状腺ホルモン関連蛋白 / Runx2 / CpGメチル化

研究概要

大多数の癌の骨転移は溶骨性であるが、骨の脆弱性により病的骨折を来たし患者のQOLを損なうため、臨床的に重要である。骨組織の微小環境に腫瘍細胞が介入することにより、破骨細胞形成・骨破壊が促進するが、副甲状腺ホルモン関連蛋白(PTHrP)などの腫瘍由来因子が破骨細胞分化因子(RANKL)の発現を亢進させるメカニズムについて検討した。
形態学的には、ヒトの癌の溶骨性骨転移巣の病理組織標本や、ヌードマウス頭蓋にPTHrP産生癌細胞を移植した溶骨性骨病変の実験モデルの組織標本を用いて、RANKL mRNA発現を解析した。骨転移巣では、腫瘍細胞に近接する部位の骨芽細胞・骨髄間質細胞にRANL発現を認め、引き続いて破骨細胞形成が観察された。
従来より解析してきたマウスRANKL遺伝子プロモータ領域に存在するRunx2結合配列の機能について検討した。Runx2欠損マウスには破骨細胞が形成されないことが知られてきたが、Runx2欠損マウス由来の骨芽細胞ではRunx2を持つST2細胞よりも、定常状態でのRANKL発現が高いこと、Runx2欠損細胞へのRunx2強制発現でRANKL発現は減少し、ST2細胞へのsiRNAを用いたRunx2ノックダウンによりRANKL発現が増加することから、Runx2がRANKL発現を抑制することを示した。RANKL遺伝子プロモータのさらに上流を解析すると、Runx2がクロマチン凝集を促進した。PTH/PTHrPのシグナル伝達系としては、PKAがクロマチン凝集を解除することにより、RANKL転写を促進することを示した。
RANKL発現がプロモータ領域のCpGメチル化により制御される機構に関しても解析した。プロモータDNAをin vitroでメチル化すると転写活性は1/3に減少し、高メチル化状態の培養細胞を脱メチル化剤で処理すると、RANKL発現と破骨細胞形成支持能が回復した。マウス諸臓器のgemomic DNAの解析から、TATA-box直前のCpG locusのメチル化がRANKL発現低下と相関し、ChIP assayやEMSAにより、同部位のメチル化がMeCP2結合に与りTATA-boxでのDNA蛋白結合を阻害することにより、RANKL転写を抑制する機構が存在することを示した。
以上の成果は、第22回、23回日本骨代謝学会、第93回、94回日本病理学会にて報告し、これらの成果はActa Histochem Cytochem、Histochem Cell Biol、J Cell Biochemに報告し、J Bone Miner Resに投稿中である。

研究成果

• [雑誌論文] In situ detection of specific gene expression during and immediately after transcription at electron microscopic level. (2006)
  • 著者名/発表者名: Kitazawa S. et al.
  • 雑誌名: Journal of Structural Biology 153・1 ページ: 647-72
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Expression profiles of genes related to osteoclastogenesis in mouse growth plate and articular cartilage. (2006)
  • 著者名/発表者名: Kishimoto K, Kitazawa R, Kurosaka M, Maeda S, Kitazawa S
  • 雑誌名: Histochem Cell Biol 125 ページ: 593-602
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] In situ detection of specific gene expression during and immediately after transcription at electron microscopic level (2006)
  • 著者名/発表者名: Kitazawa S, Kitazawa R
  • 雑誌名: J Structural Biol 153 ページ: 64-72
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Modulation of mouse RANKL gene expression by Runx2 and PKA pathway. (2006)
  • 著者名/発表者名: Mori K.et al.
  • 雑誌名: J Cell Biochem (in press)
• [雑誌論文] In situ detection of specific gene expression during and immediately after transcription at electron microscopic level. (2006)
  • 著者名/発表者名: Kitazawa S. et al.
  • 雑誌名: J Struct Biol 153・1 ページ: 64-72
• [雑誌論文] Methylation adjacent to negatively regulating AP-1 site reactivates TrkA gene expression during cancer progression. (2005)
  • 著者名/発表者名: Fujimoto M. et al.
  • 雑誌名: Oncogene 24・32 ページ: 5108-5118
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Desmoid tumor with ossification in chest wall : possible involvement of BAMBI promoter hypermethylation in metaplastic bone formation. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kitazawa S. et al.
  • 雑誌名: Journal of Bone and Miner Research 20・8 ページ: 1472-1477
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] In situ hybridizatoin on calcified tissue : detection of RANKL mRNA in mouse osteolytic bone lesions (2005)
  • 著者名/発表者名: Kitazawa R. et al.
  • 雑誌名: Acta Histochem Cytochem 38・2 ページ: 143-149
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Application trials of in situ hybridization at electron microscopic level. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kitazawa S, Kondo T, Kitazawa R.
  • 雑誌名: Neuropathology 25 ページ: 274-279
  • NAID: 10019361363
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] In situ hybridization on calcified tissue : Detection of RANKL mRNA in osteolytic bone lesion. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kitazawa R, Kitazawa S.
  • 雑誌名: Acta.Histochem Cytochem 38 ページ: 143-149
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] T-138C polymorphism of matrix gla protein promoter alters its expression but is not directly associated with atherosclerotic vascular calcification. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi N, Kitazawa R, Maeda S, Schurgers LJ, Kitazawa S.
  • 雑誌名: Kobe J Med Sci 50 ページ: 69-81
  • NAID: 110001874567
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Estimation of Contrast of Refraction Contrast Imaging Compared with Absorption Imaging -Basic Approach. (2005)
  • 著者名/発表者名: Hirano M, Yamasaki K, Okada H, Kitazawa S, Kitazawa R, Ohno Y, Sakurai T, Kondoh T, Ohbayashi C, Katafuchi T, _Maeda S, Sugimura K, Tamura S.
  • 雑誌名: Radiat Med 23 ページ: 89-96
  • NAID: 10015567482
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Methylation adjacent to negatively regulating AP-1 site reactivates TrkA gene expression during cancer progression. (2005)
  • 著者名/発表者名: Fujimoto M, Kitazawa R, Maeda S, Kitazawa S.
  • 雑誌名: Oncogene 28 ページ: 5108-5118
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Desmoid tumor with ossification in chest wall : involvement of BAMBI promoter hypermethylation in metaplastic bone formation. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kitazawa S, Kitazawa R, Obayashi C, Yamamoto T.
  • 雑誌名: J Bone Miner Res 20 ページ: 1472-1477
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Dominant negative N-cadherin inhibit osteoclast diiferentiatio in by interfering with b-catenin regulation of RANKL, independent of cell-cell adhesion. (2005)
  • 著者名/発表者名: Shin CS, Her SJ, Kim JA, Kim DH, Kim SW, Kim HC, Park KH, Kim JG, Kitazawa R, Cheng SL, Civitelli R.
  • 雑誌名: J Bone Miner Res 20 ページ: 2200-2212
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Ray tracing analysis of overlapping objects in refraction contrast imaging. (2005)
  • 著者名/発表者名: Hirano M, Yamasaki K, Okada H, Sakurai T, Kondoh T, Karafuchi T, Sugimura K, Kitazawa S, Kitazawa R, Maeda S, Tamura S.
  • 雑誌名: Radiat Med 23 ページ: 386-389
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] An autopsy case of type I Pene-Shokeir syndrome. (2005)
  • 著者名/発表者名: Mori K, Kitazawa R, Kondo T, Kishimoto K, Maeda S, Kitazawa S.
  • 雑誌名: Shindan Byori 22 ページ: 64-67
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] An autopsy case of ulcerative colitis associated with pulmonary thrombus. (2005)
  • 著者名/発表者名: Fujimoto M, Kitazawa R, Hirata K, Yamada H, Kondo T, Maeda S, Kitazawa S.
  • 雑誌名: Shindan Byori 22 ページ: 113-116
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] A case of ochronosis presenting acute destructive arthropathy (2005)
  • 著者名/発表者名: Kondo T, Kitazawa R, Hasegawa Y, Kitazawa S.
  • 雑誌名: Shindan Byori 22 ページ: 193-196
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Transcriptional regulation mechanism of BMP genes (2005)
  • 著者名/発表者名: Kitazawa S., Kitazawa R
  • 雑誌名: Nippon Rinsho 63 ページ: 409-413
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] A case of MEN type I and menin in parathyroid lesions. (2005)
  • 著者名/発表者名: Tobimatsu T, Kaji H, Naito J, Yo M, Sowa H, Yamauchi M, Tsukada T, Kitazawa R, Kitazawa S, Sugimoto T, Chihara K.
  • 雑誌名: Nippon Naibunpitu Gakkai Zassi 81 ページ: 101-103
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Application trials of in situ hybridization at electron microscopic level. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kitazawa S. et al.
  • 雑誌名: Neuropathology 25・3 ページ: 274-279
  • NAID: 10019361363
• [雑誌論文] In situ hybridization on calcified tissue : detection of RANKL mRNA in mouse osteolytic bone lesions (2005)
  • 著者名/発表者名: Kitazawa R. et al.
  • 雑誌名: Acta Histochem Cytochem 38・2 ページ: 143-149
  • NAID: 110003161240
• [雑誌論文] Methylation adjacent to negatively regulating AP-1 site reactivates TrkA gene expression during cancer progression (2005)
  • 著者名/発表者名: Fujimoto M. et al.
  • 雑誌名: Oncogene 28:24(32) ページ: 5108-5118
• [雑誌論文] Desmoid tumor with ossification in chest wall : possible involvement of BAMBI promoter hypermethylation in metaplastic bone formation (2005)
  • 著者名/発表者名: Kitazawa S.et al.
  • 雑誌名: J Bone Miner Res 20・8 ページ: 1472-1477
• [雑誌論文] Application Trials of in situ Hybridization at Electron Microscopic Level. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kitazawa S
  • 雑誌名: Neuropathology 印刷中(未定)
  • NAID: 10019361363
• [雑誌論文] Methylation adjacent to Negatively Regulating AP-1 Site Reactivates TrkA Gene Expression during Cancer Progression. (2005)
  • 著者名/発表者名: Fujimoto M
  • 雑誌名: Oncogene 印刷中(未定)
• [雑誌論文] In situ Hybridization on Calcified Tissue : Detection of RANKL mRNA in Mouse Osteolytic Lesions. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kitazawa R
  • 雑誌名: Acta Hisotochemica et Cytochemica 印刷中(未定)
• [雑誌論文] Menin inactivation leads to loss of TGFr beta inhibition of parathyroid cell proliferation and parathyroid hormone secretion (2004)
  • 著者名/発表者名: Sowa H.et al.
  • 雑誌名: Cancer Research 64・6 ページ: 2222-2228
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] 1 alpha, 25 dihydroxyvitamin D3 rapidly regulates the mouse osteoprotegerin gene through dual pathways (2004)
  • 著者名/発表者名: Kondo T. et al.
  • 雑誌名: Journal of Bone and Miner Research 19・9 ページ: 1411-1419
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Menin in activation leads to loss of TGF-b inhibition of parathyroid cell proliferation and PTH secretion (2004)
  • 著者名/発表者名: Sowa H, Kaji H, Kitazawa R, Kitazawa S, Tsukamoto T, Yano S, Canaff L, Hendy JN, Sugimoto T, Chihara K.
  • 雑誌名: Cancer Res 64 ページ: 2222-2228
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Imaging of fine structure of bone sample with high coherence X-ray beam and high spatial resolution detector. (2004)
  • 著者名/発表者名: Hirano M, Yamasaki K, Kitazawa R, Kitazawa S, Okada H, Katafuchi T, Maeda S, Sakurai T, Kondoh T, Obayashi C, Sugimura K, Tamura S.
  • 雑誌名: Radiat Med 22 ページ: 56-59
  • NAID: 10013427964
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] In vitro real-time imaging of TGFbeta-induced transcriptional activation of the RANK ligand gene in intraosseous prostate cancer. (2004)
  • 著者名/発表者名: Zhang J, Lu Y, Dai J, Yao Z, Kitazawa R, Kitazawa S, Zhao X, Hall DE, Pienta KJ, Keller ET.
  • 雑誌名: The Prostate 59 ページ: 360-369
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] 1a,25 dihydoxyvitamin D3 rapidly regulates the mouse osteoprotegerin through dual pathway. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kondo T, Kitazawa R, Maeda S, Kitazawa S.
  • 雑誌名: J Bone Miner Res 19 ページ: 1411-1419
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Gene expression in osteolytic lesion of cancer metastasis. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kitazawa R, Kitazawa S.
  • 雑誌名: Byori to Rinsho 22 ページ: 54-58
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Transcription factor. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kitazawa S, Kitazawa R.
  • 雑誌名: Byori to Rinsho 22 ページ: 410-413
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] A case of colon tuberculosis preoperatively diagnosed as colon cancer. (2004)
  • 著者名/発表者名: Hayashi S, Takeda Y, Kitazawa R.
  • 雑誌名: Nihon Rinsho Geka Gakkai Zassi 65 ページ: 410-413
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Application of ISH to research of regenerative medicine. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kitazawa S, Kitazawa R.
  • 雑誌名: Soshiki Saibou Kagaku 2004 ページ: 53-60
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] A case of geiant cell fibroblastome of nose. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kondo T, Kitazawa S, Kitazawa R, Taguchi K.
  • 雑誌名: Shindan Byori 21 ページ: 300-302
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Menin Inactivation Leads to Loss of TGFr Beta Inhibition of Parathyroid Cell Proliferation and Parathyroid Hormone Secretion. (2004)
  • 著者名/発表者名: Sowa H
  • 雑誌名: Cancer Research 64・6 ページ: 2222-2228
• [雑誌論文] 1 alpha,25 dihydroxyvitamin D3 Rapidly Regulates the Mouse Osteoprotegerin Gene through Dual Pathways. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kondo T
  • 雑誌名: Journal of Bone and Miner Research 19・9 ページ: 1411-1419
• [雑誌論文] In Vivo Real-Time Imaging of TGF-Beta-Induced Transcriptional Activation of the RANKL Gene Promoter in Intraosseous Prostate Cancer. (2004)
  • 著者名/発表者名: Zhang J
  • 雑誌名: Prostate 59・4 ページ: 360-369
• [雑誌論文] Modulation of mouse RANKL gene expression by Runx2 and PKA pathway.
  • 著者名/発表者名: Mori K, Kitazawa R, Kondo T, Yamaguchi A, Maeda S, Kitazawa S
  • 雑誌名: J Cell Biochem (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] MCP-1 contributes to macrophage infiltration into adipose tissue, insulin resistance, and hepatic steatosis in obesity.
  • 著者名/発表者名: Kanda H, Tateya S, Tamori Y, Kotani K, Hiasa K, Kitazawa R, Kitazawa S, Miyachi H, Maeda S, Kasga M.
  • 雑誌名: J Clin Invest (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Expression and functional analysis of menin in a multiple endocrine neoplasia type I (MENI) patient with somatic loss of heterozygosity in chromosome 11q13 and unidentified germline mutation of the MEN1 Gene.
  • 著者名/発表者名: Naito J, Kaji H, Sowa H, Kitazawa R, Kitazawa S, Tsukada T, Hendy GN, Sugimoto T, Chihara K
  • 雑誌名: Endocrine (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Lung carcinosarcoma with liposarcoma element an autopsy case.
  • 著者名/発表者名: Kitazawa R, Kitazawa S, Nishimura Y, Kondo T, Obayashi C
  • 雑誌名: Pathology Int (in press)
  • NAID: 10020332518
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Transcriptional regulation of RANKL and OPG.
  • 著者名/発表者名: Kitazawa S, Kitazawa R, Mori K, Kondo T.
  • 雑誌名: The Bone (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] A case of schizophrenia with spinal aspergillosis and tabes dorsalis.
  • 著者名/発表者名: Kondo T, Kitazawa R, Miyake M, Kitazawa S.
  • 雑誌名: Shindan Byori (in press)
  • NAID: 10020559082
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] A case of uterine adenosarcoma presenting as endocerviacal polyp.
  • 著者名/発表者名: Kondo T, Kitazawa R, Yamasaki M, Kitazawa S.
  • 雑誌名: Shindan Byori (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [図書] 組織細胞化学2004 (2004)
  • 著者名/発表者名: 北澤 荘平
  • 総ページ数: 328
  • 出版者: 学際企画,日本組織細胞化学会編