軟骨の発育と成長における力学的刺激の役割

1990 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 02557071
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 鈴木 不二男 大阪大学, 歯学部, 教授 (40028717)
• 研究分担者: 井上 博之 大阪大学, 歯学部, 助手 (90167271) ; 作田 守 大阪大学, 歯学部, 教授 (60028751) ; 加藤 幸夫 大阪大学, 歯学部, 助教授 (10112062)
• キーワード: 軟骨 / 重力 / 力学的影響 / 培養 / 増殖 / 分化

研究概要

骨格の発育に運動や重力が影響することはよく知られているが、細胞レベルでの生体力学的影響については不明な点が多い。そこで本研究では、申請者らが考案した遠心管軟骨細胞培養系を用いて軟骨分化と増殖におよぼす遠心力の影響を検討する。本年度は、生後4週齢のウサギの肋軟骨および関節軟骨から分離した軟骨細胞をそれぞれ別々に遠心管内に播種して、軽く遠心してペレット状にした後、10%血清存在下で培養した。培養10日目に、これらの細胞を、1.3gから27gの遠心力を負荷して、DNA合成およびプロテオグリカン合成に及ぼす影響を検討した。なお遠心力はCO_2インキュベ-タ-内に小型遠心機(ヤマト社製RCー11)を設置し、プロピレン製遠心管を遠心することによって負荷した。
「結果」
1、培養10日目の成長板軟骨細胞に1.3ー27gの遠心力を負荷すると、DNA合成はほとんど影響されなかった。しかしプロテオグリカン合成は3ー27gの遠心により対照の約2倍に増加した。このプロテオグリカン合成促進作用は遠心する時間に依存していた。
2、一方、培養10日目の関節軟骨細胞に3gの遠心力を負荷すると、DNA合成およびプロテオグリカン合成は対照の約2倍に亢進した。DNA合成の促進は、22時間の遠心負荷によって最大に達した。
以上の結果より、遠心管軟骨細胞培養系は、軟骨における生体力学的刺激の役割を追求するための良い実験モデルとなることが判明した。

研究成果

• [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 Hormore 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] Weigun Yan et al.: "Stimulation by Con conavalin A of Cartilage matrix proteoglycan synthesis in chondrocyte cultures" J.Biol.Chem.265. 10125-10131 (1990)
• [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i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)