オステオポンチン遺伝子のノックアウトマウスを用いた骨粗鬆症の病態生理学的解析

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10044246
• 研究種目: 国際学術研究
• 応募区分: 共同研究
• 研究機関: 東京医科歯科大学
• 研究代表者: 野田 政樹 東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 教授 (50231725)
• 研究分担者: DENHARDT Dav ラトガース大学, 生物学研究所, 教授 ; 二藤 彰 東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 講師 (00240747) ; 山下 照仁 東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 助手 (90302893)
• キーワード: 骨粗鬆症 / オステオポンチン / 破骨細胞 / 骨芽細胞 / ノックアウトマウス / 骨吸収 / エストロゲン / 病態生理学

研究概要

平成10年度においてはオステオポンチン遺伝子のノックアウトマウスにおける生体内での骨量維持機構の異常と病態生理についての検索を行った。即ち、閉経後性の骨粗鬆症におけるオステオポンチン遺伝子欠如の影響を調査するために、オステオポンチン遺伝子の欠損するノックアウトマウスおよびその野生型の対照群ともに卵巣を摘除した。卵巣摘除後、4週間までの過程において体重の変化、動物の行動、ならびに子宮の重量および骨における骨量の変化を検討した。この結果、体重の変化が全く無いにも関わらず、卵巣摘除群では野生型とオステオポンチンノックアウトマウスの両方においてほぼ同等の子宮の重量の低下が観察された。一方、骨量に関しては、卵巣摘除後に野生型において脛骨ならびに大腿骨の海綿骨量の明らかな減少が見られるのに対し、オステオポンチンのノックアウトマウスにおいては、その骨量低下が有意に抑制された。即ち、オステオポンチンは卵巣摘除後のマウスの骨量の減少を促進する役割を持つことが明らかになった。このことは、閉経後の骨粗鮎症の患者においても、オステオポンチン遺伝子の発現のレベルによってその骨量の減少レベルが変動を受けることを示唆する。卵巣摘除後の過程において酒石酸耐性酸性フォスファターゼ(TRACP)陽性の細胞が如何に変化するかを検討したところ、野生型では卵巣摘除によって酒石酸耐性酸性フォスファターゼの陽性細胞が増えるのに対し、オステオポンチンの遺伝子ノックアウトマウスにおいては、この酒石酸耐性酸性フォスファターゼ陽性の多核の破骨細胞が卵巣摘除をしない群においても既に有意に多く、また、卵巣摘除後にはその数が高いまま維持されることが明らかとなった。以上の平成10年の研究の結果、オステオポンチンが骨粗鬆症の病態生理に深く関わる分子であることが初めて生体内で明らかとなった。

研究成果

• [文献書誌] Rittling S.and Noda M.: "Mice lacking osteopontin show nonmal development and bone structure but display altered osteoclast formation in vitro." Journal of Bone and Mineral Research. 13. 1101-1111 (1998)
• [文献書誌] Tsuji K.and Noda M.: "Expression of the PEBP2aA/AML3/CBFA1 gene is regulated by BMP4/7 heterodimer and its overexpression suppresses lype I cottagene and osteocalcin gene expression in osteoblastic and nonosteoblastic mesenchymal cells." Bone. 22. 87-92 (1998)
• [文献書誌] Kawauchi T.and Noda M.: "Fibriblast growth factor down-regulates expression of a basic helix-loop-helix type transcription factor,scleraxis,in chondrocyte-like cells,TC6." Journal of Cellular Biochemistry. 70. 468-477 (1998)
• [文献書誌] Yamashita T.and Noda M.: "Elongation of the epiphyseal trabecular bone associated with precocious aging in transgenic mice carrying an insertional mutaiton in Klotho gene locus" J.Endocrinology. 159. 1-8 (1998)
• [文献書誌] Kawaguchi N.and Noda M.: "Osteoblastic cells regulate migene expression in cultured bone marrow cells." International Journal of Hematology. 67. 275-281 (1998)
• [文献書誌] Furuya K.and Noda M.: "Effects of GDF7/BMP12 on proliferation and alkaline phosphatase expression in rat osteoblastic osteosarcoma ROS 17/2.8 cells." Journal of Cellular Biochemistry. 71. 1-5 (1998)
• [文献書誌] Li J.and Noda M.: "Smad2 overexpression enhances Smad4 gene expression and suppresses CBFA1 gene expression in osteoblastic osteosarcoma ROS17/2.8 cells and primary rat calvaria cells." Journal Biological Chemistry. 273. 31009-31015 (1998)
• [文献書誌] Tamura M.and Noda M.: "Identification of DEMO-1 as a member of helix-loop-helix type transcription factors expressed in osteoblastic cells." Journal of Cellular Biochemistry. 72. 167-176 (1999)