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

1995 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) ; 片桐 岳信 昭和大学, 歯学部, 助手 (80245802) ; 高橋 直之 昭和大学, 歯学部, 助教授 (90119222)
• キーワード: 破骨細胞 / 骨吸収 / 破骨細胞形成評価系 / 破骨細胞機能評価系 / カルシトニン / cAMP / ビイフォスフォネート / チロシンフォスファーゼ

研究概要

骨芽細胞と骨髄細胞の共存培養系で形成された破骨細胞を用い、骨粗鬆症治療薬であるカルシトニンとビスフォスフォネートの作用機序を解析した。
(1)カルシトニンの骨吸収抑制作用の解析
破骨細胞形成評価系と骨吸収能評価系を用い、カルシトニンの骨吸収抑制機構を解析した。カルシトニンは破骨細胞の分化過程には殆ど抑制効果を示さず、むしろ形成された破骨細胞の機能を抑制することが示された。このカルシトニン作用は、細胞内cAMP濃度を上昇させるような薬物でも再現されること、実際にdibutilyl-cAMPが吸収窩形成を抑制すること、更に活性型のcAMP依存性protein kinaseを破骨細胞に微量注入(microinjection)するとカルシトニン効果が誘導されることから、破骨細胞に対するカルシトニンの効果は、cAMPを介するもの出ることが示唆された。
(2)ビスフォスフォネートの骨吸収抑制作用の解析
破骨細胞形成評価系と骨吸収能評価系を用い、ビスフォスフォネートの骨吸収抑制機構を解析した。カルシトニンと同様に、ビスフォスフォネートは破骨細胞の形成は抑制せず、破骨細胞の機能を抑制することが示された。興味深いことに、ビスフォスゴネートはコラーゲンゲル上の破骨細胞には作用せず、象牙質切片上の波状縁を有する破骨細胞に選択的に取り込まれ作用を発現することが示された。更に骨吸収抑制の作用機序としては、ビスフォスフォネートは破骨細胞のチロシンホスファターゼを阻害し破骨細胞の細胞骨格系の破壊を誘導する機序が示唆された。

研究成果

• [文献書誌] Udagawa, N. et al.: "Interleukin (IL) 6 induction of osteoclast differentiation depends on IL-6 receptors expressed on osteoblastic cells but not on osteoclast progenitors." J. Exp. Med.182. 1461-1468 (1995)
• [文献書誌] Suda, T. et al.: "Modulation of osteoclast differentiation : Update 1995." Endocrine Rev. Monographs. 4. 266-270 (1995)
• [文献書誌] Suda, T. et al.: "Modulation of osteoclast differentiation by local factors." Bone. 17. 87S-91S (1994)
• [文献書誌] Zhang, D. et al.: "The small GTP-binding protein, rho p21, is involved in bone resorption by regulating estrogen deficiency stimulates B lymphopoiesis in mouse bone marrow." J. Cell Sci.108. 2285-2292 (1995)
• [文献書誌] Murakami, H. et al.: "A possible mechanism of the specific action of bisphosphonates on osteoclasts : Tiludronate preferentially affects polarized osteoclasts having ruffled borders." Bone. 17. 137-144 (1995)
• [文献書誌] Takahashi, N. et al.: "Postmitotic osteoclast precursors and mononuclear cells which express macrophage-associated phenotypes." Dev. Biol.163. 212-221 (1994)