破骨細胞の形成と骨吸収活性を指標とした各種薬物の簡便なスクリーニング系の確立

1994 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 05557082
• 研究機関: 昭和大学
• 研究代表者: 須田 立雄 昭和大学, 歯学部, 教授 (90014034)
• 研究分担者: 佐々木 崇寿 昭和大学, 歯学部, 助教授 (50129839) ; 山口 朗 昭和大学, 歯学部, 助教授 (00142430) ; 宇田川 信之 昭和大学, 歯学部, 助手 (70245801) ; 高橋 直之 昭和大学, 歯学部, 助教授 (90119222)
• キーワード: 破骨細胞 / 波状縁 / 明帯 / ポドソーム / アクチンリング形成 / 骨吸収試験 / 骨吸収評価系

研究概要

骨芽細胞と脾細胞の共存培養系より得られた破骨細胞を用い、以下の実験結果を得た。
(1)破骨細胞を象牙質切片あるいはプラスチックディッシュ上に蒔くと、F-アクチンの点状配列(ポドソーム)よりなるリング状構造体を形成した。しかし、コラーゲンゲル上の破骨細胞はこのアクチンリングを形成できなかった。
(2)アクチリンリングの形成は、チロシンキナーゼ阻害剤 herbimycinAとPl-3キナーゼの特異的阻害剤wortmanninにより抑制された。また、低分子量のG蛋白rhoの特異的ADPリボシル化酵素C3を破骨細胞に微量注入すると、アクチンリングを完全に消失した。これらの阻害剤によるアクチンリングの破壊は吸収窩形成の抑制と完全に一致した。
(3)Focal adhesion kinase(p125^<FAK>)に対する抗体とantisenseDNAを用いた実験から破骨細胞のアクチンリング形成と吸収窩形成にp125^<FAK>が関与していることが示唆された。
(4)骨吸収抑制ホルモンであるカルシトニンを添加するとアクチンリング形成は抑制され、その効果も吸収窩形成の抑制と一致した。また、カルシトニンによるアクチンリングの破壊にはcAMP依存性の蛋白リン酸化酵素を介する可能性が示された。
(5)骨吸収制薬であるbisphosphonateは、波状縁を有した破骨細胞に特異的に取り込まれ、そのアクチンリングを破壊することで骨吸収の抑制を誘導することが示された。また、その機序としてチロシンホスファターゼの抑制が示唆された。
以上の様に、破骨細胞が形成するアクチンリングの破壊と骨吸収の抑制は一致しており、アクチンリング形成試験法は、効率の良い骨吸収評価系になるものと考えられる。

研究成果

• [文献書誌] Nakamura,l.et al.: "Wortmannin,a specific inhibitor of phosphatidylinositol-3 kinase,bolcks osteoclastic bone resorption." FEBS Lett.(in press). (1995)
• [文献書誌] Tanaka,S.et al.: "Possible involvement of focal adhesion kinase,p125^<FAK>,in osteoclasticbone resorption." J.Cell Biochem.(in press). (1995)
• [文献書誌] Suda,T.et al.: "The role of gravity in chick embryogenesis." FEBS Lett.340. 34-38 (1994)
• [文献書誌] Wada,S.et al.: "Glucocorticoid regulation of calcitonin receptor in mouse osteoclast-like multinucleated cells." J.Bone Miner.Res.9. 1705-1712 (1994)
• [文献書誌] Nishihara,T.et al.: "Membrane-associated interleukin-1 promotes osteoclast-like cell formation in vitro." Bone Miner.25. 15-24 (1994)
• [文献書誌] Takahashi,N.et al.: "Postmitotic osteoclast precursors are mononuclear cells which express macrophage-associated phenotypes." Dev.Biol.163. 212-221 (1994)