骨関連細胞と神経に関する分子薬理学的研究

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11671861
• 研究機関: 愛知学院大学
• 研究代表者: 戸苅 彰史 愛知学院大学, 歯学部, 教授 (80126325)
• 研究分担者: 坪井 孝博 愛知学院大学, 歯学部, 講師 (00308777) ; 茂木 真希雄 愛知学院大学, 歯学部, 講師 (00174334) ; 新井 通次 愛知学院大学, 歯学部, 講師 (20097538) ; 近藤 史美 愛知学院大学, 歯学部, 助手 (70301629)
• キーワード: 破骨細胞 / 骨芽細胞 / エピネフリン / インターロイキン / ODF / ニューロトロフィン / セマフォリン / ネトリン

研究概要

RT-PCR法によりヒト骨芽細胞および破骨細胞におけるアドレアリン受容体の発現を調査した結果、IP3/DGを伝達系とするα1B受容体、cAMP産生を制御するα2B受容体、さらにcAMP産生に関わるβ2受容体の恒常的発現を認めた。そこで、これら受容体のアゴニストが骨芽細胞に及ぼす影響を検討した。エピネフリンはβ受容体を介してIL-6,IL-11,PGE2,ODF(Osteoclast differentiation factor)の誘導を惹起した。そして、このエピネフリンによるIL-6およびIL-11の産生に、Protein kinase A,p-38mitogen-activated Protein kinaseおよびAP-1(activating Protein-1)が介在している可能性を示した。また、エピネフリンはα1B受容体を介したOCIF(osteoclastogenesis inhibitory factor)の誘導およびβ受容体を介したODFの誘導を起こし、osteoclastogenesisの調節に関与している可能性を示した。そこで、骨髄培養系を用いてエピネフリンの破骨細胞形成に及ぼす直接的な影響を検討したところ、β-アゴニストであるイソプロテレノールは著しい破骨細胞形成を惹起し、このイソプロテレノールの破骨細胞形成作用はOCIF処理により完全に抑制された。これらの知見は骨芽細胞のβ受容体刺激がODFを介して破骨細胞の形成を促進していることを明示している。また、ヒト骨芽細胞および破骨細胞はニューロトロフィン(NGF,BDNF,NT-3)やネトリン(神経回路の形成において、神経線維を誘引する因子「ケモアトラクタント」としての役割を担う)とセマフォリンIII(神経線維に反発する因子「ケモリペラント」)をも恒常的に発現しており、これら因子が交感神経や感覚神経などの神経線維の骨芽細胞や破骨細胞への誘引を制御している可能性を示した。これらの知見は、交感神経が関わる骨吸収機構の存在を示しているかもしれない。

研究成果

• [文献書誌] Togari,A., Mogi,M., Arai,M.,Yamamoto,S.and Koshihara,Y.: "Expression of mRNAs for axon guidance molecnles, such as semaphorin-III, netrins and neurotrophins, in human osteoblasts and osteoclasts."Brain Research. 878. 204-209 (2000)
• [文献書誌] Kinpara,K.,Mogi M.,Kuzushima,M.and Togari,A.: "Osteoclast differentiation factor in human osteosarcoma cell line."Journal of Immunoassay. 21(4). 327-340 (2000)
• [文献書誌] Mogi,M.,Kondo,A.,Kinpara,K.and Togari,A.: "Anti-apoptotic action of nerve growth factor in mouse osteoblastic cell line."Life Sciences. 67. 1197-1206 (2000)
• [文献書誌] Kondo,A.,Mogi,M.,Koshihara,Y.and Togari,A.: "Signal transduction system for interleukin-6 and interleukin-11 synthesis stimulated by epinephrine in human osteoblasts and human osteogenic sarcoma cells."Biochemical Pharmacology. 61. 319-326 (2001)
• [文献書誌] Takeuchi,T.,Tsuboi,T.,Arai,M.and Togari.A.: "Adrenergic stimulation of osteoclastogenesis mediated by ODF expression in MC3T3-E1 osteoblast-like cells."Biochemical Pharmacology. (in press). (2001)
• [文献書誌] Togari,A.,Arai,M.,Mogi,M.,Kondo,A.,Tsuboi,T.,Takeuchi,T.,Yamamoto,S.and Koshihara,Y.: "Expression of mRNAs for neuropeptides receptors, adrenergic receptors, neurotrophins and semaphorin III in human osteoblasts and osteoclasts."Frontiers of the Mechanisms of Memory and Dementia. (Elsevier). 163-164 (2000)