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本研究には、マウス骨芽細胞と骨髄細胞のコラーゲンゲル上での共存培養系より得られる破骨細胞を用いて、IL-1による破骨細胞のNF-κBの活性化機構とカテプシンK遺伝子の発現機構、さらに延命効果の解明を試みた。
1.破骨細胞のIL-1受容体の解析
純化した破骨細胞および骨芽細胞から全RNAを抽出した後、IL-1I型受容体の発現をIL-1 I型受容体に特異的なプライマーを用いてRT-PCR法にて検討したところ、破骨細胞がIL-1 I型受容体を発現していることを確認した。
2.プロテアソーム阻害剤を用いたNF-κBの活性化機構の解析
プロテアソームの阻害剤をIL-1刺激1時間前に処理すると、NF-κBの活性化は抑制された。しかし、プロテアソームの阻害作用を持たない薬剤の前処理ではIL-1刺激によるNF-κBの活性化は抑制されなかった。
3.破骨細胞のカテプシンKmRNA発現の解析(Northern Blottingによる解析)
破骨細胞をIL-1で刺激、非刺激した後に全RNAを抽出し、カテプシンKcDNAプローブを用いてNorthern Blottingにより破骨細胞のカテプシンKmRNAの発現量を経時的に検討したが、その発現量は変化しなかった。
4.IL-1によるNF-κBの活性化と延命効果の解明
IL-1による破骨細胞の延命効果にNF-κBが関与する可能性を検討する目的で、上記のプロテアソームの阻害剤、およびNF-κBに特異的なアンチセンスオリゴを作成し、NF-κBの発現を抑制した場合の破骨細胞の生存率を検討した。プロテアソームの阻害剤およびアンチセンスオリゴ処理によって、IL-1による破骨細胞の延命効果は特異的に抑制された。さらに、DNAの断片化も破骨細胞の生存率と一致した。
以上の結果から、破骨細胞はIL-1 I型受容体を発現し、NF-κBの活性化を介して、破骨細胞の延命を促進していることが示唆された。一方、IL-1による骨吸収の促進機構はカテプシンmRNAの発現以外の因子によって制御される可能性が考えられた。
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