軟骨内骨化における肝細胞増殖因子の生理的役割の解明

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07672012
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 岩本 容泰 大阪大学, 歯学部, 講師 (30223431)
• キーワード: HGF / 成長軟骨 / 軟骨内骨化 / 軟骨細胞 / 成長因子 / 骨格形成

研究概要

肝細胞増殖因子[HGF]は、種々の上皮細胞や血管内皮細胞、血液幹細胞などの間葉系細胞の増殖および分化に関わっている。これまで我々は、(1)HGF遺伝子がマウス肢芽において軟骨形成部位周辺に発現すること、(2)HGFが培養関節軟骨細胞の増殖、運動性、プロテオグリカン合成を促進することを見いだした。これらの知見は、骨格形成機構におけるHGFの重要性を強く示唆している。
そこで本研究では、軟骨内骨化におけるHGFの生理的役割の解明するために、(1)4週齢のウサギ肋軟骨成長板より成長軟骨細胞を分離して、成長軟骨細胞の増殖、成熟、肥大化および石灰化の各分化階段におけるHGFの作用、ならびに(2)in vivoの軟骨組織におけるHGF及びHGF受容体の発現を調べた。
HGFは、成長軟骨細胞の増殖および基質合成を若干促進した。一方、軟骨細胞の肥大化(最終分化)を抑制した。このことは、形態的にも、肥大軟骨細胞のマーカーであるtype X collagenおよびアルカリフォスファターゼ発現抑制としても観察された。さらに、成長軟骨細胞の石灰化誘導を抑制した。しかし、この抑制効果は一過性で、HGF存在下でも成長軟骨細胞は、ゆるやかに最終分化した。また、すでに肥大化した軟骨細胞に対してHGFは、細胞の分化形質に影響を与えず、その後の石灰化も抑制しなかった。In situ hybridizationおよび免疫組織学的検索よりHGFは肥大軟骨細胞層に局在することが判明した。以上の結果よりHGFは、肥大軟骨細胞で産生されて成熟軟骨細胞に作用する、成長軟骨細胞の最終分化制御因子であることが示唆された。

研究成果

• [文献書誌] Kinto N.: "Fibroblast expressing sonic hedgehog induce osteoblast differentiation and ectopic bone formation." FEBS letter. (in press). (1997)
• [文献書誌] Enomoto-Iwamoto M.: "Involvement of a5b1 integrin in matrix interactions and proliferation of chondrocytes." J.Bone Mirer.Res.(in press). (1997)
• [文献書誌] Kawakami Y.: "BMP signaling during bone patteren determination in the developing limb." Development. 122. 3557-3566 (1996)
• [文献書誌] Hiranuma H.: "Changes in the Irradiation Sensitivity of Cultured Growth Plate Chondrocytes during Cytodifferentiation." Oral Radiol.(in press). (1996)
• [文献書誌] Hiranuma H.: "Effects of X-ray Irradiation on Terminal Differentiation and Cartilage Matrix Calcification of Rabbit Growth Plate Chondrocytes in Culture." Bone. 18. 233-238 (1996)
• [文献書誌] Jikko A.: "Effects of X-ray Irradiation on Metabo6ism of Proteoglycans." Radiation Res.146. 93-99 (1996)
• [文献書誌] Aikawa T.: "Establishment of Bone Morphogenetic Protein 2 Responsive Chondrogenic Cell Line." J.Bone Miner,Res.11. 544-553 (1996)
• [文献書誌] Tabata J.M.: "Hepatocyte growth factor is involved in the morphogenesis of tooth germ in murine molars." Development. 122. 1243-1251 (1996)
• [文献書誌] Iwamoto M.: "Regulation of chondrocyte maturation by fibroblast growth factor-2 and parathyroid hormone." J.Orthop.Res.13. 838-845 (1995)
• [文献書誌] Takebayashi T.: "Hepatocyte growth factor/scatter factor modulates cell motility,proliferation,and proteoglycan synthesis of chondrocytes." J.Cell Biol. 129. 1411-1419 (1995)