物理的刺激が骨芽細胞と破骨細胞に及ぼす影響―情報伝達系に対する分子生物学的検討―

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13672160
• 研究機関: 長崎大学
• 研究代表者: 中尾 紀子 長崎大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 助手 (20333578)
• 研究分担者: 竹馬 聡 長崎大学, 歯学部附属病院, 助手 (50244075) ; 畳屋 睦人 長崎大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 助手 (20346919) ; 北浦 英樹 長崎大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 助手 (60295087)
• キーワード: 遠心力負荷 / パルス電磁場刺激 / ヒト由来骨芽細胞様細胞 / 破骨細胞 / 細胞内情報伝達経路 / Prostaglandin / 石灰化能 / 骨吸収能

研究概要

1)骨芽細胞はヒト正常皮質骨より初代培養法にて採取した。破骨細胞はマウス由来骨髄細胞に1α,25(OH)_2D_3を添加して採取した。
2)力学的刺激として500から1500回転の遠心力を20分間、12時間ごとに負荷した。電気的刺激として0から7ガウスのパルス電磁場を連続的に負荷した。
3)各種細胞内情報伝達経路の特異的阻害剤を添加して培養し、物理的刺激に対する反応性の変化を検討した。また物理的刺激によって骨芽細胞が産生するprostaglandinの同定を試みた。
4)ALPase活性、BGP産生能を測定し、骨芽細胞の分化過程を評価した。さらにVon Kossa染色を行い画像解析で石灰化能を評価するための解析プログラムの開発を試みた。TRACP染色を行い破骨細胞の形成能を評価した。さらにdentine slice上で培養しその吸収窩を染色して画像解析で吸収能を評価するための解析プログラムの開発を試みた。
5)結果ならびに考察:遠心力負荷により骨芽細胞のALPase活性、BGP産生能は強度依存的に上昇した。破骨細胞の形成能に著名な変化は認められなかった。一方、パルス電磁場負荷により骨芽細胞のALPase活性は強度依存的に上昇したが、BGP産生能は抑制された。パルス電磁場を負荷した骨芽細胞にindomethacinを添加すると、濃度依存的に反応が減少した。しかしCalphostin Cには反応しなかった。以上より、物理的刺激は骨芽細胞の分化を促進すること、この反応にprostaglandin産生が関与しており、protein kinase Cは関与していないことが示唆された。しかしながら、RANKLおよびTNF-αによる破骨細胞誘導時に遠心力をかけた群とかけない群では、有意な差はなかったことから破骨細胞誘導には遠心による重力の影響はないと考えられる。

研究成果

• [文献書誌] Kitaura, H., N.Ohara, N.Nakao, N.Yoshida, T.Yamada: "Changed Activation of HIV-1 LTR in Monocytoid Cells by Mycobacteria with Temporal Progression of Infection"Microbiologica. 25(3). 357-361 (2002)
• [文献書誌] Kitaura, H., N.Nagata, Y.Fujimura, H.Hotokezaka, N.Yoshida, K.Nakayama: "Effects of IL-12 on TNF-a-mediated osteoclast formation in bone marrow cells : apoptosis mediated by Fas/Fas ligand interaction"Journal of Immunology. 169(9). 4732-4738 (2002)
• [文献書誌] K.Togashi, H.Kitaura, K.Yonetsu, N.Yoshida, T.Nakamura: "Three dimensional cephalometry using helical CT : Evaluation of measurement error in 3-D cephalometry caused by head inclination"Angle Orthodontist. 72(6). 513-520 (2002)
• [文献書誌] Nakao, N., Kitaura, H., Yoshida, N.: "Analysis of orthodontic wires for nickel release using dimethylglyoxime spot test in vitro and in vivo"Orthodontic Waves. 61(6). 478-481 (2002)