破骨細胞分子因子(ODF)のシグナル伝達系を抑制する骨粗鬆症治療薬の開発

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11557139
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 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: 宇田川 信之 昭和大学, 歯学部, 講師 (70245801) ; 新木 敏正 昭和大学, 歯学部, 講師 (90138420) ; 須田 立雄 昭和大学, 歯学部, 教授 (90014034) ; 高見 正道 昭和大学, 歯学部, 助手 (80307058) ; 片桐 岳信 昭和大学, 歯学部, 講師 (80245802)
• キーワード: 破骨細胞 / 骨芽細胞 / ODF / RANK / OPG / TNFα / IL-1 / 細胞内Ca

研究概要

破骨細胞の分化と機能を抑制する薬剤開発に向けて、破骨細胞分化因子(osteoclast differentiation factor,ODF)の発現を誘導するシグナル系の解析、及ODFのレセプターであるRANK(receptor activator of NF-kB)のRANKのシグナル伝達系を解析している。平成11年度の研究より、以下の結果を得た。
(1)細胞内Caを上昇させる薬物(ionomycin,A23187)は、骨芽細胞に作用しODFmRNAの発現を上昇させた。実際に共存培養系において、ionomycinとA23187は、破骨細胞形成を促進した。
(2)PTHは、骨芽細胞のODFの発現を誘導し、ODFのデコイレセプターであるOPGの発現を抑制した。一方、PKAを活性化するForskolinは、ODFの発現をほとんど上げないがOPGの発現を抑制した。また、PKCの賦活剤であるPMAは、OPGの発現にほとんど影響することなくODFの発現を誘導した。
(3)ODFは破骨細胞の発現するRANKに結合し、破骨細胞の骨吸収活性を誘導することが明かとなった。
(4)IL-1は、破骨細胞に直接作用し、その骨吸収活性を誘導した。このIL-1による破骨細胞の活性化はOPGによっては抑制されなかったが、IL-1レセプターアンタゴニストにより特異的に抑制された。
(5)破骨細胞に分化する前駆細胞を簡便に集める方法を確立し、ODFのみならず、TNFαも破骨細胞への分化を誘導することを見いだした。TNFαによる破骨細胞誘導は、OPGによって抑制されなかった。
このように、2つの炎症性サイトカインは、ODF/RANK系を介さずに破骨細胞の分化と活性化を誘導した。以上の結果より、ODF/RANK系以外に、炎症性サイトカインのシグナル系をブロックする薬剤の開発も目指すこととした。現在、OPGが骨吸収抑制薬となり得るかを解析中である。

研究成果

• [文献書誌] Takahashi,N.,et al.: "A new member of TNF ligand family, ODF/RANKL/TRANCE/OPGL, regulates osteoclast differentiation and function."Biochem.Biophys.Res.Commun.. 256. 449-455 (1999)
• [文献書誌] Kotake,S.,et al.: "IL-17 in synovial fluids fom patients with rheumatoid arthritis is a potent stimulator of osteoclastogenesis."J.Clin.Invest.. 103. 1345-1352 (1999)
• [文献書誌] Yasuda,H.,et al.: "A novel molecular mechanism modulating osteoclast differentiation and function."Bone. 25. 109-113 (1999)
• [文献書誌] Udagawa,N.,et al.: "Osteoblasts/stromal cells stimulate osteoclast function through the expression of osteoclast differentiation factor but not macrophage colony-stimulating factor."Bone. 25. 517-523 (1999)
• [文献書誌] Kobayashi,K.,et al.: "Tumor necrosis factor α stimulates osteoclast differentiation by a mechanism independent of the ODF/RANKL-RANK interaction."J.Exp.Med.. 191. 275-286 (2000)
• [文献書誌] Tsurukai,T.,et al.: "Role of macrophage colony-stimulating factor and osteoclast differentiation factor in osteoclastogenesis."J.Bone Miner.Metab.. (in press). (2000)