軟骨石灰化を制御するホルモンと成長因子の同定

1990 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 01480431
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 加藤 幸夫 大阪大学, 歯学部, 助教授 (10112062)
• 研究分担者: 浅田 彬 大阪大学, 歯学部, 講師 (50028734)
• キーワード: 軟骨 / 軟骨細胞 / ホルモン / 成長因子 / 石灰化 / 最終分化

研究概要

軟骨は石灰化しないかぎり骨に置換しない。したがって、成長板での軟骨の石灰化は骨の成長に不可欠である。一方、永久軟骨では石灰化は抑制されている。しかし、軟骨石灰化を制御する因子については未だ不明である。そこで本年度は、我々が開発した遠心管内軟骨細胞培養系およびII型コラ-ゲン・ゲル上での高密度培養系を用いて、各種の成長因子およびホルモンの影響を検討した。さらに、ホルモン受容体と軟骨細胞の石灰化誘導能との関係を追求した。
「結果」
1、副甲状腺ホルモン(PTH)の活性fragment[1ー34]は濃度依存性(ED_<50>,10^<ー9>M)に軟骨細胞の最終分化と石灰化を抑制することが判明した(Endocrinology,1990)。しかしPTH[3ー34],PTH[7ー34],PTH[13ー34]およびPTH[39ー68]は最終分化にも石灰化にも10^<ー10>ー10^<ー6>Mの濃度範囲で影響しなかった。このことは、PTH[3ー34]が軟骨細胞の増殖を促進するという報告とは対照的である。
2、またDBcAMPや8ーbromoーcAMPは他のcAMP合成促進剤とともに軟骨細胞の肥大化と石灰化を抑制した(J.Biol.Chem.投稿中)。
3、FGF受容体は増殖期に最も多く最終分化期にはなくなった(J.Biol.Chem.1991)。PTHおよびIGFーI受容体は基質形成期に最も多く最終分化期に1/5に減少した(日本骨代謝学会誌、1990)。
「結論」ホルモン受容体の変動が石灰化誘導能の発揮に不可欠であることが判明した。さらに、PTHの作用機構にcAMP系が重要な役割を果していることが示唆された。

研究成果

• [文献書誌] Yukio Kato et al: "Role of 1,25ーdihydroxycholecalciferol in growthーplate cartilage:in hibition of terminal differentiation of chondrocytes in vitro and in vivo." Proc.Natl.Acad.Su.U.S.A. 87. 6522-6526 (1990)
• [文献書誌] Masahiro Iwamoto et al: "Reduction in basic fibroblast growth factor receptor is coupled with terminal differentiation of chondrocytes." J.Biol.Chem.266. 461-467 (1991)
• [文献書誌] 中島 和久 ら: "血小板に存在する軟骨細胞増殖因子の精製(日本骨代謝学会奨励賞)" 日本骨代謝学会誌. 8. 255-261 (1990)
• [文献書誌] 島津 篤 ら: "軟骨細胞培養系における副甲状腺ホルモンによるインスリン様成長因子の産生促進" 日本骨代謝学会誌. 9. 37-42 (1991)
• [文献書誌] Tatsuya Koike et al.: "Potent Mitogenic Effects of Parathyroid Hormone(PTH) on Embryonic Chick and Rabbit Chondrocytes" J.Clin.Invest.85. 626-631 (1990)
• [文献書誌] Katsuhiko Sato et al: "1α,25ーDihydroxyvitamin D_3 Stimulates Colony Formation of Chick Embryo Chondrocytes in soft Agar" Exp.Cell Res.187. 335-338 (1990)
• [文献書誌] Yukio Kato et al: "Effects of Parathyroid Hormone and Calcification on Alkaline Phosphatase Activity and Matrix Calcification in Rabbit GrowthーPlate Chondrocyte Cultures" Endocrinology,. 127. 114-118 (1990)
• [文献書誌] Hiroyuki Inoue et al: "Stimulation of Proteoglycan and DNA Synthesis in Chondrocytes by Centrifugation" J.Dental Res.69. 1560-1563 (1990)
• [文献書誌] Yukio Kato et al: "Fibroblast growth factor is an inhibitor of chondrocyte terminal differentiation." J.Biol.Chem.265. 5903-5909 (1990)
• [文献書誌] Weiqun Yan et al: "Stimulation by Concahavalin A of Cartilage matrix Proteoglycan synthesis in chondrocyte cultures" J.Biol.Chem.265. 10125-10131 (1990)