破骨細胞酸分泌を調節する新規分子の探索とその調節機序解析

• 研究課題/領域番号: 21592381
• 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: 機能系基礎歯科学
• 研究機関: 福岡歯科大学
• 研究代表者: 鍛治屋 浩 福岡歯科大学, 歯学部, 講師 (80177378)
• 研究分担者: 岡本 富士雄 福岡歯科大学, 歯学部, 講師 (60153938) ; 岡部 幸司 福岡歯科大学, 歯学部, 教授 (80224046)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2011年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2010年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2009年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: 骨代謝 / 酸分泌 / Clcn7型Cl-輸送体 / 破骨細胞 / メバロン酸経路 / Clcn7 / ファーネシル2リン酸合成酵素 / プロトンポンプ / 骨吸収 / Cl^-分泌 / ファーネシルジリン酸合成酵素

研究概要

【目的】ClC7型Cl-輸送体(Clcn7)は破骨細胞の酸分泌に必須の輸送体として知られ、KOマウスが骨吸収不全により大理石骨病を呈することや常染色体優性骨大理石病II型疾患にClcn7の点変異が認められることが報告されている。最近、この輸送体の細胞膜への移行・安定化を調節する分子としてOsteopetrosis associated transmembrane protein 1(Ostm1)が報告された。しかしながら、Ostm1がClcn7のCl-分泌能を調節するか不明である。そこで、本研究はOstm1以外のClcn7に相互作用し機能的な調節を担う新規分子を検索してその機序を明らかにすることを目的とした。【方法】マウスClcn7のC末をベイトとしてマウスcDNAライブラリーを用いてイーストハイブリッド法(Y2H)法によりに会合するタンパク質について検索した。この分子の破骨細胞における発現、局在についてqPCR法、Western blot法、免疫沈降法及び免疫染色法により検討した。又、パッチクランプ法と蛍光測光法を用い破骨細胞のCl-分泌能を評価し、調節分子の阻害剤の効果についても検討した。
【結果と考察】1) Y2H法によりClcn7の細胞内C末に会合する分子としてメバロン酸経路のファーネシル2リン酸合成酵素(Fdps)が挙げられた。2) Fdpsは破骨前駆細胞に発現し、分化に伴いわずかに発現が増加した。又、FdpsとClcn7は会合作用を持ち、破骨細胞において共局在していた。3) Fdps阻害剤のゾレンドロン酸はClcn7によるCl-分泌を濃度依存性に抑制したが、エチドロン酸は抑制しなかった。さらに、RAW264.7細胞においてFdpsのsilencingによってもCl-分泌が低下した。以上の結果より、Fdpsは破骨細胞のClcn7に会合してCl-分泌を活性化することが解った。さらに、Fdps阻害剤の窒素含有ビスフォスフォネートの骨吸収抑制作用としてCl-分泌能の抑制を介した新規の機序が明らかになった。

研究成果

• [雑誌論文] Effects of oxdative stress on the expression of 8-oxoguanine and its eliminating enzymes in human keratinocytes and squamous carcinoma cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Nakayama S, Kajiya H, Okabe K, Ikebe T
  • 雑誌名: Oral Science Inter 巻: 8 ページ: 11-16
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hyperocclusion stimulated osteoclastogenesis via CCL2 expression (2011)
  • 著者名/発表者名: Goto-T K, Kajiya H, Nemoto T, Tsutumi T, Tsuzuki T, Sato H, Okabe K
  • 雑誌名: J Dent Res 巻: 90 ページ: 793-798
  • 査読あり
• [雑誌論文] Zoledronic acid inhibits RANK expression and migration of osteoclast precursors during osteoclastogenesis (2011)
  • 著者名/発表者名: Kimachi K, Kajiya H, Nakayama S, Ikebe T, Okabe K
  • 雑誌名: Naunyn Schmiedebergs 巻: 383 ページ: 297-308
  • 査読あり
• [雑誌論文] Oral Epithelial Cells are Activated via TRP Channels (2011)
  • 著者名/発表者名: Wang B, Danjo A, Kajiya H, Okabe K, Kido MA
  • 雑誌名: J Dent Res 巻: 90
  • 査読あり
• [雑誌論文] Antibodies against ClC7 inhibit extracellular acidification-induced Cl-currents and bone resorption activity in mouse osteoclasts (2011)
  • 著者名/発表者名: Ohgi K, Okamoto F, Kajiya H, Sakagami R, Okabe K
  • 雑誌名: Naunyn Schmiedebergs 巻: 383 ページ: 79-90
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pro-inflammatory cytokines induce suppressor of cytokine signaling-3 in human periodontal ligament cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Fukushima A, Kajiya H, Izumi T, Shigeyama C, Okabe K, Anan H
  • 雑誌名: J Endod 巻: 36 ページ: 1004-1008
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ca^<2+> extrusion via Na^+-Ca^<2+> exchangers in rat odontoblasts (2011)
  • 著者名/発表者名: Tsumura M, Okumura R, Tatsuyama S, Ichikawa H, Muramatsu T, Matsuda T, Baba A, Suzuki K, Kajiya H, Sahara Y, Tokuda M, Momose Y, Tazaki M, Shimono M, Shibukawa Y
  • 雑誌名: J Endod 巻: 36 ページ: 668-674
  • 査読あり
• [雑誌論文] PTHrP induces Notch signaling in periodontal ligament cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Nakao A, Kajiya H, Fukushima H, Fukushima A, Anan H, Ozeki S, Okabe K
  • 雑誌名: J Dent Res 巻: 88 ページ: 551-556
  • 査読あり
• [雑誌論文] Oral squamous cell carcinoma cells modulate osteoclast function by RANKL-dependent and-independent mechanisms (2011)
  • 著者名/発表者名: Tada T, Shin M, Fukushima H, Okabe K, Ozeki S, Okamoto M, Jimi E.
  • 雑誌名: Cancer Letters 巻: 274 ページ: 126-13
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hyperocclusion stimulated osteoclastogenesis via CCL2 expression (2011)
  • 著者名/発表者名: Goto-T K, Kajiya H, Nemoto T, Tsutsumi T, Tsuzuki T, Sato H, Okabe K
  • 雑誌名: Journal of Dental Research 巻: 90 号: 6 ページ: 793-798
  • DOI: 10.1177/0022034511400742
  • 査読あり
• [雑誌論文] Zoledronic acid inhibits RANK expression and migration of osteoclast precursors during osteoclastogenesis (2011)
  • 著者名/発表者名: Kimachi K, Kajiya H, Nakayama S, Ikebe T, Okabe K
  • 雑誌名: Naunyn Schmiedebergs Arch Pharmacol 巻: 383 号: 3 ページ: 297-308
  • DOI: 10.1007/s00210-010-0596-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Oral Epithelial Cells are Activated via TRP Channels (2011)
  • 著者名/発表者名: Wang B, Danjo A, Kajiya H, Okabe K, Kido MA
  • 雑誌名: Journal of Dental Research 巻: 90 号: 2 ページ: 163-167
  • DOI: 10.1177/0022034510385459
  • 査読あり
• [雑誌論文] Antibodies against ClC7 inhibit extracellular acidification-induced Cl^-currents and bone resorption activity in mouse osteoclasts (2011)
  • 著者名/発表者名: Ohgi K, Okamoto F, Kajiya H, Sakagami R, Okabe K
  • 雑誌名: Naunyn Schmiedebergs Arch Pharmacol 巻: 383 号: 1 ページ: 79-90
  • DOI: 10.1007/s00210-010-0576-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] RANKL-induced TRPV2 expression regulates osteoclastogenesisvia calcium oscillations (2010)
  • 著者名/発表者名: Kajiya H, Okamoto F, Nemoto T, Kimachi K, Toh-Goto K, Nakayana S, Okabe K
  • 雑誌名: Cell Calcium 巻: 48 ページ: 260-269
  • 査読あり
• [雑誌論文] Differential induction of collagens by mechanical stress in human periodontal ligament cells (2010)
  • 著者名/発表者名: Nemoto T, Kajiya H, Tsuzuki T, Takahashi Y, Okabe K
  • 雑誌名: Arch Oral Biol 巻: 55 ページ: 981-987
  • 査読あり
• [雑誌論文] RANKL-induced TRPV2 expression regulates osteoclastogenesis via calcium oscillations. (2010)
  • 著者名/発表者名: Kajiya H, Okamoto F, Nemoto T, Kimachi K, Toh-Goto K, Nakayana S, Okabe K.
  • 雑誌名: Cell Calcium 巻: 48 ページ: 260-269
  • 査読あり
• [雑誌論文] Differential induction of collagens by mechanical stress in human periodontal ligament cells. (2010)
  • 著者名/発表者名: Nemoto T, Kajiya H, Tsuzuki T, Takahashi Y, Okabe K.
  • 雑誌名: Arch Oral Biol 巻: 55 ページ: 981-987
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pro-inflammatory cytokines induce suppressor of cytokine signaling-3 in human periodontal ligament cells. (2010)
  • 著者名/発表者名: Fukushima A, Kajiya H, Izumi T, Shigeyama C, Okabe K, Anan H.
  • 雑誌名: J Endod 巻: 36 ページ: 1004-1008
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characteristics of ClC7 Cl-channels and their inhibition in mutant(G215R) associated with autosomal dominant osteopetrosis type II in native osteoclasts and hClcn7 gene-expressing cells (2009)
  • 著者名/発表者名: Kajiya H, Okamoto F, Ohgi K, Nakao A, Fukushima H, Okabe K
  • 雑誌名: Pflugers Arch 巻: 458 ページ: 1049-1059
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characteristics of ClC7 Cl- channels and their inhibition in mutant (G215R) associated with autosomal dominant osteopetrosis type II in native osteoclasts and hClcn7 gene-expressing cells. (2009)
  • 著者名/発表者名: Kajiya H, Okamoto F, Ohgi K, Nakao A, Fukushima H, Okabe K
  • 雑誌名: Pflugers Arch.European Journal of Physiology 458巻 ページ: 1049-1059
  • 査読あり
• [雑誌論文] PTHrP induces Notch signaling in periodontal ligament cells. (2009)
  • 著者名/発表者名: Nakao A, Kajiya H, Fukushima H, Fukushima A, Anan H, Ozeki S, Okabe K.
  • 雑誌名: J Dent Res 88巻 ページ: 551-556
  • 査読あり
• [学会発表] Zoledronic acid inhibits TNF-a-induced RANK expression and migration in osteoclast precursors (2010)
  • 著者名/発表者名: Kajiya H, Kimachi K, Nakayama S, Okamoto F, Ikebe T, Okabe K
  • 学会等名: 第32回米国骨代謝学会
  • 発表場所: Toronto, Canada
  • 年月日: 2010-11-16
• [学会発表] Zoledoronic acid inhibits TNF-a induced RANK expression and migration in osteoclast precursors. (2010)
  • 著者名/発表者名: Kajiya H, Kimachi K, Ikebe T, Okamoto F, Nakayama S, Okabe K
  • 学会等名: American Society of Bone and Mineral Research Annual Meeting 2010
  • 発表場所: Toronto, Canada
  • 年月日: 2010-10-18
• [学会発表] Hyper-occlusion stimulated osteoclast recruitment through chemokines expression (2010)
  • 著者名/発表者名: Goto-T K, Kajiya H, Nemoto N, Tsuzuki T, Okabe K, Sato H
  • 学会等名: 第32回米国骨代謝学会
  • 発表場所: Toronto, Canada
  • 年月日: 2010-10-16
• [学会発表] Hyperocclusion Stimulates Collagen type XII in periodontal ligament (2010)
  • 著者名/発表者名: Tsuzuki-T, Kajiya H, Goto-T K, Nemoto T, Okabe K Takahashi H
  • 学会等名: 第32回米国骨代謝学会
  • 発表場所: Toronto, Canada
  • 年月日: 2010-10-16
• [学会発表] RANKL-induced expression of TRPV2 is involved in osteoclastogenesisvia calcium oscilation (2009)
  • 著者名/発表者名: Kajiya H, Okamoto F, T Nemoto, Ohgi K, Okabe K
  • 学会等名: 36^<th> International Congress of Physiological Science
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2009-07-28
• [学会発表] RANKL-induced expression of transient receptor potential(TRP) V2 is involved in osteoclastogenesis via calcium oscillations (2009)
  • 著者名/発表者名: Kajiya H, Okamoto F, Okabe K
  • 学会等名: 36th International Congress of Physiological Sciences(IUPS2009)
  • 発表場所: Kyoto
• [学会発表] Charactaristics of acid-activated outwardly rectifying Cl-channels in mouse osteoclasts (2009)
  • 著者名/発表者名: Ohgi K, Okamoto F, Nemoto T, Kajiya H, Sakagami R, Okabe K.
  • 学会等名: 36th International Congress of Physiological Sciences(IUPS2009)
  • 発表場所: Kyoto