蛋白リン酸化シグナルを介する骨のリモデリングの制御

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11307041
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 米田 俊之 大阪大学, 大学院・歯学研究科, 教授 (80142313)
• 研究分担者: 西村 理行 大阪大学, 大学院・歯学研究科, 助教授 (60294112)
• キーワード: 骨芽細胞 / 破骨細胞 / 脂肪細胞 / JNK / NF-kB

研究概要

1.未分化間葉系細胞の骨芽細胞および脂肪細胞分化過程におけるC/EBPβの役割
C/EBPβ過剰発現実験の結果、C/EBPβが未分化間葉系細胞の脂肪細胞分化および骨芽細胞分化において重要な役割を演じていることが明らかにとなった。さらにC/EBPβのアイソフォームLIPは、脂肪細胞分化を阻害する一方で、骨芽細胞分化をCbfa1と協調して促進することが明らかとなった。
2.JNK/c-Junシグナルの破骨細胞分化に対する関与
破骨細胞前駆細胞株RAW-DにRANKLを作用させると、JNKキナーゼおよび転写因子c-Junが活性化にともない、TRAP陽性破骨細胞様細胞への分化が誘導された。Dominant-negative JNKおよびc-Junを作製し、アデノウイルスシステムを用いて過剰発現させると、JNK/c-Junシグナルの活性化が阻害され、破骨細胞様細胞への分化が著明に抑制された。従って、RANKLが破骨細胞分化誘導作用を発揮するには、JNKおよびc-Junの活性化が必須であることが示唆された。
3.TNFによる骨芽細胞の分化抑制とアポトーシス促進
炎症性サイトカインTNFを骨芽細胞あるいは骨芽細胞分化能を有する前駆細胞に作用させると骨芽細胞分化が著明に抑制された。さらにTNFは、成熟骨芽細胞のアポトーシスを誘導した。このTNF作用には、転写因子NF-kBが中心的役割を担っていることも判明した。以上の結果から、TNFは、破骨細胞の分化および機能を活性化し骨吸収を促進する機序に加え、NF-kBシグナルを調節することにより、骨芽細胞に抑制的に作用し、炎症時の骨形成を阻害している可能性が推測された。

研究成果

• [文献書誌] Ji X et al.: "Patterns of gene expression associated with BMP-2-induced osteoblast and adipocyte differentiation of mesenchymal progenitor cell 3T3-F442A"J Bone Miner Met. 18. 132-139 (2000)
• [文献書誌] Y Takaoka et al.: "The pancreas : A storehouse of protein anabolic factors and bone/calcium metabolism-regulating factors"J Bone Miner Met. 18. 2-8 (2000)
• [文献書誌] Toshiyuki Yoneda et al.: "Cellular and molecular basis of preferential metastasis of breast cancer to bone"J Orthop Sci. 5. 75-81 (2000)
• [文献書誌] Toshiyuki Yoneda et al.: "Use of bisphosphonates for the treatment of bone metastasis in experimental animal models"Cancer Treat Rev. 25. 293-299 (1999)
• [文献書誌] Michigami T et al.: "Cell-cell contact between marrow stromal cells and myeloma cells via VCAM-1 andα4β1 integrin enhances production of osteoclast-stimulating activity in culture"Blood. 96. 1953-1960 (2000)
• [文献書誌] Marzia M et al.: "Decreased c-Src expression enhances osteoblast differentiation and bone formation"J Cell Biol. 151. 311-320 (2000)
• [文献書誌] Lai CF et al.: "Transforming Growth Factor-beta Up-regulates the beta 5 lntegrin Subunit Expression via Sp1 and Smad Signaling"J Biol Chem. 275. 36400-36406 (2000)
• [文献書誌] Yoneda T et al.: "Actions of bisphosphonate on bone metastasis in animal models of breast carcinoma"Cancer. 88. 2979-2988 (2000)
• [文献書誌] Yoneda T et al.: "A Bone-Seeking Clone Exhibits Different Biological Properties from the MDA-MB-231 Parental Human Breast Cancer Cells and a Brain-seeking Clone in Vivo and In Vitro"J Bone Miner Res. 16. 1486-1495 (2001)