生理活性物質の情報伝達機構の解析に基づく骨代謝改善薬の開発

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08557101
• 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: 工藤 一郎 昭和大学, 薬学部, 教授 (30134612) ; 秋山 修一 昭和大学, 歯学部, 助手 (70276591) ; 宇田川 信之 昭和大学, 歯学部, 講師 (70245801) ; 自見 英治郎 昭和大学, 歯学部, 助手 (40276598) ; 高橋 直之 昭和大学, 歯学部, 助教授 (90119222)
• キーワード: 破骨細胞 / 骨芽細胞 / 破骨細胞分化因子(ODF) / TNFファミリー / IL-1 / シグナル伝達 / PHT受容体

研究概要

将来の骨代謝改善薬への応用が期待されるリード化合物の開発を目的に、骨芽細胞と破骨細胞の分化と機能を制御する細胞内情報伝達機構を解析してきた。最終年度にあたる本年、我々は破骨細胞分化因子(ODF)のcDNAクローニングに成功した。
(1) 破骨細胞の形成を促進する骨芽細胞由来因子(破骨細胞分化因子,osteoclast differentiation factor,ODF)のcDNAクローニングに成功した。このODFは膜結合部位を有するTNFリガンドファミリーに属する因子で、各種の骨吸収因子の刺激により骨芽細胞はODFを発現した。遺伝子工学的に作られた膜結合部位を欠落した可溶性ODFは、M-CSFの存在下で脾細胞より破骨細胞の形成を促進した。
(2) ヒト末梢血単核細胞培養系に可溶性ODFとM-CSFを添加するとヒト破骨細胞が形成された。
(3) 株化ヒト骨芽細胞SaOS-2にPTH受容体遺伝子を導入した細胞SaOS-4/3細胞を樹立した。このSaOS-4/3細胞とヒト末梢血単核細胞をPTHの存在下で共存培養すると、ヒト破骨細胞が形成された。
(4) 純化した破骨細胞は骨吸収能を発揮できない。骨芽細胞は細胞間接触機構を介して破骨細胞の骨吸収機能を促進した。また、骨芽細胞の非存在下で可溶性ODFとIL-1はそれぞれ破骨細胞の骨吸収能を促進した。この骨芽細胞と可溶性ODFが促進する破骨細胞の活性化はODFのデコイ受容体であるosteoprotegerin(OPG)/osteoclastogenesis inhibitory factor(OCIF)の添加により完全に抑制された。一方、IL-1による破骨細胞の骨吸収機能の促進はIL-1受容体アンタゴニストによって特異的に抑制された。
(5) OPG/OCIFは破骨細胞の分化と活性化を効率的に抑制するリード化合物となり得ることが示唆させた。

研究成果

• [文献書誌] Suda,T.,et al.: "Modulation of osteoclast differentiation and function by osteoblasts/stromal cells." Endocrine Rev.,. in press. (1999)
• [文献書誌] Takahashi,N.,et al.: "A new member of TNF ligand family,ODF/OPGL/TRANCE/RANKL regulates osteoclast differentiation and function." Biochem.Biophys.Res.Commun.,. in press. (1999)
• [文献書誌] Jimi,E.,et al.: "Interleukin 1 induces multinucleation and bone-resorbing activity of osteoclasts in the absence of osteoblasts/stromal cells." Exp.Cell.Res.,. 247. 84-93 (1999)
• [文献書誌] Matsuzaki,K.,et al.: "Human osteoclast-like cells are formed from peripheral blood mononuclear cells in a coculture with SaOS-2 cells transfected with the parathyroid hormone(PTH)PTH-related protein receptor gene." Endocrinology. 140. 925-932 (1999)
• [文献書誌] Matsuzaki,K.,et al.: "Osteoclast differentiation factor(ODF)induces osteoclast-like cell formation in human peripheral blood mononuclear cell cultures." Biochem.Biophys.Res.Commun.246. 199-204 (1998)
• [文献書誌] Yasuda,H.,et al.: "Osteoclast differentiation factor is a ligand for osteoprotegerin/osteoclastogenesis-inhibitory factor and identical to TRANCE/RANKL." Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 95. 3597-3602 (1998)