インターロイキン18(IFN-γ誘導因子)の破骨細胞形成抑制機構の解析

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09671905
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 研究機関: 昭和大学
• 研究代表者: 宇田川 信之 昭和大学, 歯学部, 講師 (20138382)
• 研究分担者: 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) ; 須田 立雄 昭和大学, 歯学部, 教授 (90014034)
• キーワード: 破骨細胞 / 骨芽細胞 / 骨吸収 / インターロイキン18 / インターフェロンγ / GM-CSF / 遺伝子欠損マウス / Tリンパ球

研究概要

共存培養系を用いてリコンビナントIL-18の生物活性の検討を行ったところ、IL-18は各種骨吸収促進因子によって誘導される破骨細胞の形成を全て強力に抑制した。IL-18はリンパ球あるいは単球において、IFN-γおよびGM-CSF産生を亢進することが報告されている。また、リコンビナントIFN-γまたはGM-CSFを共存培養に添加すると、IL-18と同様に破骨細胞形成は阻止される。そこで、IL-18の破骨細胞の形成阻害にIFN-γが関与しているか否かを調べるために、IFN-γII型レセプターノックアウトマウスより骨芽細胞と脾細胞を調製し、IFN-γの信号が伝達されない破骨細胞形成系におけるIL-18の効果を検討した。その結果、IFN-γレセプターが欠如した共存培養系における破骨細胞形成に対してIFN-γは影響を及ぼさなかったが、IL-18は正常共存培養と同様に破骨細胞形成を強力に抑制した。この結果より、IL-18の破骨細胞の分化抑制機構にIFN-γは関与していないことが明らかにされた。
IL-18のセカンドメッセンジャーのもう1つの候補であるGM-CSFに関する実験を行った。GM-CSFノックアウトマウス由来の骨芽細胞と骨髄細胞の共存培養系において誘導される破骨細胞の形成をIL-18は全く抑制しなかった。また、正常マウス由来の骨芽細胞とGM-CSFノックアウトマウス由来の脾細胞との共存培養系において、IL-18は破骨細胞形成を抑制しなかったが、GM-CSF欠損骨芽細胞と正常脾細胞との共存培養系においては、IL-18は破骨細胞の形成を強く抑制した。以上の結果より、IL-18は骨芽細胞に作用するのではなく、破骨細胞前駆細胞を含む脾臓由来の血液細胞群に作用することにより、GM-CSFの産生亢進を介して破骨細胞の分化を抑制することが証明された。

研究成果

• [文献書誌] Udagawa,N.,et al.: "Interleukin-18 (interferon γ-inducing factor) is produced by osteoblasts and acts via granulocyte/macrophage-colony stimulating factor and not via interferon-γ to inhibit osteoclast formation." J.Exp.Med.185. 1005-1012 (1997)
• [文献書誌] Wada,S.,et al.: "Regulation by calcitonin and glucocorticoids of calcitonin receptor gene expression in mouse osteoclasts." Endocrinology. 138. 521-529 (1997)
• [文献書誌] Nakamura,I.,et al.: "Lack of vacuolar proton ATPase association with the cytoskeleton in osteoclasts of osteosclerotic (oc/oc) mice." FEBS Lett.401. 207-212 (1997)
• [文献書誌] Murakami,H.,et al.: "Tiludronate inhibits protein tyrosine phosphatase activity in osteoclasts." Bone. 20. 399-404 (1997)
• [文献書誌] Amizuka,N.,et al.: "An ultrastructural study of cell-cell contact between mouse spleen cells and calvariaderived osteoblastic cells in a co-culture system for osteoclast formation." Act.Histochem.Cytochem.30. 351-362 (1997)
• [文献書誌] Horwood,N.J.,et al.: "Interleukin-18 inhibits osteoclast formation via T-cell production of granulocyte/macrophage colony-stimulating factor." J.Clin.Invest.101. 595-603 (1998)