骨芽細胞特異的ホスホジエステラーゼの同定とその機能制御による骨形成促進技術の開発

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13671500
• 研究機関: 信州大学
• 研究代表者: 木下 哲也 信州大学, 医学部・附属病院・整形外科, 助手 (30313860)
• 研究分担者: 高岡 邦夫 信州大学, 医学部・整形外科, 教授 (30112048) ; 江原 宗平 信州大学, 医学部・整形外科, 助教授 (40176780)
• キーワード: Cyclic AMP / phosphodiesterase inhibitor / 骨粗鬆症 / 骨形成促進剤 / 骨形成因子

研究概要

マウスを用いた動物実験によりphosphodiesterase inhibitor(以下PDEI)の骨形成促進作用による骨量増加作用を確認した。非特異的PDEIであるPentoxifylline(以下PTX)、選択的PDE IV inhibitorであるRolipramをマウスに投与し、以下のことが確認された。1)軟XP densitometry:大腿骨、腰椎ともcontrol群と比し、PTX投与群、Rolipram投与群で濃度依存性に有意にdensityが高かった。2)組織所見:大腿骨、腰椎ともcontrol群と比し、PTX投与群、Rolipram投与群で骨皮質の肥厚、海綿骨における骨梁の増加を認めた。3)骨形態計測:海綿骨パラメーター;単位骨量BV/TV、平均骨梁幅TbTh、および骨形成速度BFR/BVはcontrol群と比しPTX投与群、Rolipram投与群で有意に高かった。平均破骨細胞数N.Oc/BSは3群間に有意差は認めなかった。皮質骨パラメーター;皮質・全断面比Ct.Ar/Tt.Ar、内骨面石灰化速度E.MARはcontrol群と比しPTX投与群、Rolipram投与群で有意に高かった。このようにPTX, Rolipram投与によりマウス海綿骨、皮質骨で有意な骨量増加が確認され、骨形態計測の結果よりこれらの骨量増加は主に骨形成促進作用によるものであることが証明された。PDEIの骨形成促進作用機序として現在のところPDEIが骨形成因子の細胞内伝達系に影響をおよぼし、骨髄未分化間葉系細胞の骨芽細胞への分化を促進させることにより骨形成促進作用を有することが最も考えられるが、作用機序を証明するに至っていない。

研究成果

• [文献書誌] Tetsuya Kinoshita, Kunio Takaoka, et al.: "Phosphodiesterase inhibitors, Pentoxifylline and Rolipram, increase bone mass mainly by promoting bone formation in normal mice"Bone. vol.27(6). 811-817 (2000)
• [文献書誌] 木下哲也, 高岡邦夫: "TNF-αの骨代謝におよぼす影響"中部リウマチ. 31(2). 79-85 (2000)
• [文献書誌] Hiroshi Horiuchi, Kunio Takaoka, et al.: "Enhancement of Bone Morphogenetic Protein-2-Induced New Bone Formation in Mice by the Phosphodiesterase Inhibitor Pentoxifylline"Bone. 28. 290-294 (2001)
• [文献書誌] Hiroshi Horiuchi, Kunio Takaoka, et al.: "Effect of Phosphodiesterase Inhibitor 4, Rolipram, on New Bone Formations by Recombinant Human Bone Morphogenetic Protein-2"Bone. (in press).