骨芽細胞が産生する破骨細胞活性化因子のクローニングとシグナル伝達系の解析

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10470394
• 研究機関: 昭和大学
• 研究代表者: 高橋 直之 昭和大学, 歯学部, 助教授 (90119222)
• 研究分担者: 秋山 修一 昭和大学, 歯学部, 助手 (70276591) ; 自見 英治郎 昭和大学, 歯学部, 助手 (40276598) ; 宇田川 信之 昭和大学, 歯学部, 講師 (70245801) ; 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 / 破骨細胞分化因子(ODF) / RANK / IL-1 / シグナル伝達 / osteoprotegerin(OPG) / osteoclastogenesis inhibitory factor(OCIF)

研究概要

(1) 破骨細胞の形成を促進する骨芽細胞由来因子(破骨細胞分化因子,osteoclast differentiation factor,ODF)のcDNAクローニングに成功した。このODFは膜結合部位を有するTNFリガンドファミリーに属する因子で、骨芽細胞は各種の骨吸収因子の刺激によりODFの発現が上昇した。遺伝子工学的に作られた膜結合部位を欠落した可溶性ODFをM-CSFとともに脾細胞培養系に添加すると破骨細胞が形成された。
(2) 純化した破骨細胞は骨吸収能を発揮できない。骨芽細胞は接触を介して破骨細胞の骨吸収能を誘導した。この破骨細胞の骨芽細胞による活性化はODFのデコイレセプターであるosteoprotegerin(OPG)/osteoclastogenesis inhibitory factor(OCIF)の添加により完全に抑制された。
(3) 破骨細胞はIL-1、ODF、M-CSFのそれぞれの受容体を発現していた。また、IL-1、ODF、M-CSFはそれぞれ単核破骨細胞の延命と融合を促進した。
(4) ODFとIL-1は純化した破骨細胞の骨吸収活性を促進した。一方、M-CSFは破骨細胞の延命を促進したが、骨吸収活性を誘導しなかった。OPG/OCIFは骨芽細胞とODFによる破骨細胞の活性化を抑制したが、IL-1による破骨細胞の活性化を阻害しなかった。
(5) 破骨細胞はIL-1レセプターとODFレセプター(RANK)をともに発現していた。IL-1とODFはそれぞれのレセプターを介して破骨細胞のNF-kBとc-Jun N terminal kinase(JNK)を活性化した。ODFによるNF-kBとJNKの活性化をOPG/OCIFは抑制した。

研究成果

• [文献書誌] Takahashi,N.,et al.: "A new member of TNF ligand family,ODF/OPGL/TRANCE/RANKL regulates osteoclast differetiation and function." Biochem.Biophys.Res.Commun.,in press,. (1999)
• [文献書誌] Suda,T.,et al.: "Modulation of osteoclast differentiation and function by osteoblasts/stromal cells." Endocrine Rev.,. in press. (1999)
• [文献書誌] Matsuzaki,K.,et al.: "Human osteoclast-like cells are fromed from peripheral blood monouclear cells in a coculture with SaOS-2 cells transfected with the parathyroid hormone(PTH)/PTH-related protein receptor gene." Endocrinology. 140. 925-932 (1999)
• [文献書誌] Matsuzaki,K.,et al.: "Osteoclast defferentiation factor(ODF)induces osteoclast-like cell formation in human peripheral blood mononuclear cell cultures." Biochem.Biophys.Res.Commun.246. 199-204 (1998)
• [文献書誌] Tsurukai,T.,et al.: "Isolation and characterization of osteoclast precursors that differentiate into osteoclasts on calvarial cells within a short period of time." J.Cell.Physiol.177. 26-35 (1998)
• [文献書誌] Yasuda,H.,et al.: "Osteoclast differentiation factor is a ligand for osteoprotegerin/osteoclastogenesis-inhibitory factor and identical to TRANCE/RANKL." Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 95. 3597-3602 (1998)