破骨細胞の骨吸収エネルギー産生におけるナトリウム依存性リン輸送体の役割

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13877310
• 研究種目: 萌芽的研究
• 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: 平賀 徹 大阪大学, 大学院・歯学研究科, 助手 (70322170) ; 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: 破骨細胞 / NFAT1 / JNK / c-Jun

研究概要

1.転写因子NFAT-1の活性化
細胞内カルシウムの上昇により転写因子NFAT-1が活性化される。そこで骨吸収時における破骨細胞内でのカルシウムリン代謝の変動が及ぼす破骨細胞の分化および機能への影響を検討するためにNFAT-1シグナルを検討した。破骨細胞前駆細胞株RAW-264細胞に、RANKLを作用させると、NFAT-1が細胞質から核移動し、転写活性を促進させた。また、TPAおよびカルシウムイオノファーにより細胞内カルシウムを上昇させると、NFAT-1の転写活性が促進された。
2.破骨細胞分化および機能発現におけるNFAT-1の役割
TPAおよびカルシウムイオノファーをRANKL存在下でRAW264細胞に添加すると、TRAP陽性破骨細胞様細胞への分化が促進された。一方、NFAT-1の選択的阻害剤であるサイクロスポリンを破骨細胞あるいはRAW264細胞に作用させると、破骨細胞性骨吸収活性およびTRAP陽性破骨細胞様細胞への分化が抑制された。さらにDominant-negative変異体NFAT-1を作製し、アデノウイルスを用いてRAW264細胞に過剰発現させた。その結果、RANKLに誘導される破骨細胞分化誘導が有意に抑制された。
3.NFAT-1とc-Junの結合
免疫共沈降実験の結果、RANKL刺激依存性に、RANLにより活性化されるc-JunとNFAT-1が結合することが明らかとなった。一方、dominant negative c-JunおよびJNKの過剰発現によって、破骨細胞の分化は抑制された。以上の実験結果より、細胞内カルシウムによりその機能が調節されるNFAT-1が破骨細胞の分化および骨吸収機能の発現において重要な役割を演じていることが示唆された。またその一部は、AP-1との協調によると考えられた。

研究成果

• [文献書誌] Hiraga T et al.: "The bisphosphonate ibandronate promotes apoptosis in MDA-231 human breast cancer cells in bone metastases"Cancer Res. 61. 4418-4424 (2001)
• [文献書誌] Oyajobi BO et al.: "Therapeutic efficacy of a soluble RANK-lgG Fc(RANK.Fc)fusion protein in suppressing bone resorption and hypercalcemia in a model of humoral hypercalcemia of malignancy"Cancer Res. 61. 2572-2578 (2001)
• [文献書誌] Cruz JC et al.: "Ibandronate decreases bone disease development and osteoclast stimulatory activity in an in vivo model of human myeloma"Exp Hematol. 29. 441-447 (2001)
• [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)
• [文献書誌] Mundy GR et al.: "Preclinical studies with zoledronic acid and other bisphosphonates : Impact on the bone microenvironment"Semin 0ncol. 28. 35-44 (2001)
• [文献書誌] Zhao M et al.: "Type IB BMP Receptor Signaling Is Necessary for Normal Murine Postnatal Bone Formation"J Cell Biol. (印刷中). (2002)
• [文献書誌] Jackson JG et al.: "Regulation of breast cancer cell motility by insulin receptor substrate-2(IRS-2)in metastatic variants of human breast cancer cell lines"Oncogene. (印刷中). (2002)
• [文献書誌] YiB et al.: "PDGF-BB plays a critical role in osteosclerotic bone metastasis in an animal model of human breast cancer"Cancer Res. (印刷中). (2002)