軟骨、骨の発生と再生における副甲状腺ホルモンとその関連蛋白の役割

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10044293
• 研究種目: 国際学術研究
• 応募区分: 共同研究
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 加藤 幸夫 広島大学, 歯学部, 教授 (10112062)
• 研究分担者: LEE Kaechoon ハーバード大学, マサチューセッツ総合病院, 講師 ; V.SEGRE Gino ハーバード大学, マサチューセッツ総合病院, 準教授 ; 来田 吉弘 広島大学, 歯学部, 助手 (10304429) ; 能代 光秀 広島大学, 歯学部, 助教授 (00144858)
• キーワード: 副甲状腺ホルモン / 副甲状腺ホルモン様ペプチド / 軟骨細胞 / レチノール結合タンパク / ノックアウトマウス

研究概要

軟骨、骨の発生と再生における副甲状腺ホルモン(PTH)と副甲状腺ホルモン様ペプチド(PTHrP)の作用機構を追究するために、日本側では、まず、軟骨細胞初代培養系におけるレチノール結合蛋白(RBP)遺伝子の発現およびRBP蛋白の合成と分泌に及ぼすPTH,PTHrP,PTH各種フラグメントおよびPTH,PTHrPのアミノ末端フラグメント1-34の作用を仲介するcAMPの作用を検討した。その結果、PTH,PTHrPのアミノ末端フラグメント1-34およびcAMP誘導体ジブチリルcAMPはいずれも3時間以内にRBPmRNAレベルを10倍以上に上昇させて、その効果は24時間まで時間とともにさらに増強された。またレチノイン酸自身もRBPmRNAレベルを上昇させた。しかし他の成長因子やホルモンは影響しなかった。なおPTHのC末端フラグメントはRBPmRNA合成に影響しなかった。またPTH,PTHrPのアミン末端フラグメント1-34およびジブチリルcAMPは、RBP蛋白の合成と分泌10倍以上促進した。さらに培養液に添加したRBP蛋白はレチノイン酸による軟骨分化抑制を阻止することが判明した。これらの知見は、PTH,PTHrP軟骨分化に及ぼす影響の少なくとも一部は、RBP遺伝子の発現とその蛋白の合成、分泌の亢進を介していることを示唆している。なおこの知見の一部は、米国の内分泌学会雑誌、Endocrinologyに本年掲載される予定である(印刷中)。
またPTH/cAMP系によって誘導される遺伝子として新規RhoGEPであるCDEPと新規bHLH転写因子であるDEC1をクローニングした(BBRC、1997)。
米国側では、RBP遺伝子のPTHrPノックアウトマウスの軟骨での発現をin situ hybridizationで検討するためのマウスRBP遺伝子のクローニングを行っている。

研究成果

• [文献書誌] Makihir,S,et al.: "Enhancement of cell adhesion by a cartllage-characteristic noncollagenous.cartllage matrix protein(CMP),via integrin α1β1." J.Biol.Chem.in press.
• [文献書誌] Kawashima-ohya,Y.,et al.: "Effects of parathyroid horm one (PTH)and -relatede peptide on expressions of matrix metalloproteinase-2.-3,and-9 in growth plate chondrrocyte cultures." Endocrinology. 139. 2120-2127 (1998)
• [文献書誌] Kawamoto,T.,et al.: "Structual and phylogenetic analyses of RGD=CAP/big-h3,a fasciclin like adhesion protein expressed in chick chondrocytes." Biochimica et Biophysica Acta. 1380. 288-292 (1998)
• [文献書誌] NIsimura,M.,et al.: "Role of chondroitin sulfate-hyaluronan interactions in the viscoelastic like properties of rxtraar and fluids.cellui" Biochimica et Biophysica Acta. 1380. 1-9 (1998)
• [文献書誌] Kawamoto,T.,et al.: "Expression of membrane-bound transterrin-like protein p97 on the surface of chondrocytes." Eur.J.Biochem.256. 503-509 (1998)
• [文献書誌] Shiba,H.,et al.: "Differential effects of various growth ractors and cytokines on the syntheses of DNA.type1 collagen,laminin,fibronection,osteonectin/secreted protein,acidic and rich in cysreine(SPARC),and alkaline phosphatase by human pulp cells in culture." J.Cell Physiol.174. 194-205 (1998)
• [文献書誌] Kronenberg,HM.,et al.: "Fanctional analysis of the PTH/PTHrP newwork of figands and receptors." Recent Prog.Horm.Res.53. 283-301 (1998)
• [文献書誌] Jemtland,R., Lee,K.,Segre GV.: "Heterogeneity among cells that express osteoclast-associated genes in developing bone." Endocrinology. 139. 340-349 (1998)
• [文献書誌] Chung.UI.,Lanske,B.,Lee,K.,et al.: "The oarathyroid hormone/parathyroid hormone-related peptide recepton coordinates endochondral bone development by directly controlling hondrocyte differentiation." Proc.Natl.Acad.Sci.USA.95. 103030-103035 (1998)