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平成8-10年度の3年間において、不動化した脛骨の骨代謝回転と骨髄細胞の分化異常に関する経時的変化と、不動性骨萎縮に対する副甲状腺ホルモン(PTH)の効果を明らかにした。
実験方法:1) 6週齢の雄性、ddYマウスを用い、右後肢坐骨神経を切除することによって、骨不動化モデルを作製した(Nx)。反対側はSham手術とした。脛骨近位骨幹部で骨形態計測を行った。2)骨髄細胞を培養し、骨芽細胞と破骨細胞への分化を評価した。3)FACS分析を行った。RT-PCR法で、PTH/PTHrPのmRNAの発現を調べた。4)4と40μg/kgBWのPTHを設定し、週5回皮下投与した。
実験結果:1) 海綿骨量は、不動化後14日以降でNx群はSham群に比べて有意に低下した。破骨細胞数は術後一過性に増加した。骨形成率は術後一過性に低下した。2)Adherent bone marrow cell数は、不動化後一過性に低下し、12日にはSham群レベルまで回復した。不動化後10-14日の脛骨から採取した骨髄細胞から形成された破骨細胞数は、Sham群から採取したものに比べ、PTH存在下では約2倍増加していた。3)Mac-1陽性細胞の割合は、Sham群と比較して差はなく、macrophage leneageには変化なかった。不動化後7日目の骨髄におけるPTH/PTHrP mRNAは、コントロールの6倍であった。4)PTH間欠投与は不動化による不動化後の骨形成の低下を回復させ、骨量減少をブロックしていた。
これらの結果から、神経切除による不動化骨では、一過性の局所的な骨形成の低下と破骨細胞数の増加が生じ、骨量が減少していた。骨髄では、adherent marrow cell数の低下を認め、破骨細胞の最終分化段階がPTHにより促進されていた。PTH間欠的投与は、不動性骨萎縮に有効であった。PTH/PTHrPシグナル伝達の亢進が存在していることを示した。
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