骨の形態形成と再生を調節する分子機構の解析

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14207075
• 研究機関: 松本歯科大学
• 研究代表者: 小澤 英浩 松本歯科大学, 大学院・歯学独立研究科, 教授 (60018413)
• 研究分担者: 宇田川 信之 松本歯科大学, 歯学部, 教授 (70245801) ; 高橋 直之 松本歯科大学, 大学院・歯学独立研究科, 教授 (90119222) ; 川上 敏行 松本歯科大学, 大学院・歯学独立研究科, 教授 (80104892) ; 細矢 明宏 松本歯科大学, 歯学部, 助手 (70350824)
• キーワード: 石灰化 / 骨吸収 / 骨形成 / カップリング因子 / BMP / OPG / EP4 / レーザー

研究概要

1.骨の石灰化基質形成に関する分子機構の解明
骨の石灰化は、骨芽細胞が分泌した基質小胞内から起こり、そこにはヒドロキシアパタイト結晶が析出する核となる核形成質が存在する。この核形成物質を同定するため、培養細胞MLO-A5より単離した基質小胞を利用し、核形成物質に対するモノクローナル抗体を作製し、現在、抗原の同定を行っている。さらに石灰化に対するMgの影響を明らかにする目的でMg欠乏ラットの骨質、特に石灰化に与える影響について微細形態学的・元素分析的な検索を行い、Mg欠損ラットにおいてはCa値の上昇、アパタイト結晶の不規則化が観察され、結晶化におけるMgの抑制的役割が示された。
2.骨代謝共役機構の解析:OPG欠損マウスを用いた解析により、OPG欠損マウスは骨吸収と骨形成がともに亢進していること、ビスフォスフォネート投与により骨吸収の低下とともに骨形成の著明な低下が認められること、また骨誘導因子(BMP)の移植による骨誘導はOPG欠損と正常マウスに差が認められないことを明らかにした。さらにLPSとIL-1は骨芽細胞に直接作用し、MyD88,Ca/PKC-MEK/ERK経路の活性化を介してRANKL発現を誘導することを明らかにした。
3.骨の再生・再建モデルの構築と解析ならびに骨形成促進に関する研究:ポリ乳酸グリコール膜とBMPを用い骨再生について研究を行うとともに、類軟骨性骨化についてI型コラーゲンの関係を明らかにした。歯牙の皮下移植実験では、移植後の歯髄腔に3種の異なる硬組織が形成されることを免疫組織化学的に解析し、さらに歯髄のみの皮下移植実験により、歯髄が骨様硬組織を形成することを明らかにした。レーザー光照射による骨量増加については、骨芽細胞に対する機能の活性化と破骨細胞に対する吸収抑制作用によるものであることを明らかにした。また、EP4 agonist投与ラットの骨形成促進作用については、EP4の遺伝子発現が骨芽細胞にあることを示した。

研究成果

• [文献書誌] Amizuka, N., et al.: "Signalling by fibroblast growth factor receptor 3 and parathyroid hormone-related peptide coordinate cartilage and bone development"Bone. 34・1. 13-25 (2004)
• [文献書誌] Mochizuki, R., et al.: "Targeted disruption of the neurochondrin/norbin gene results in embryonic lethality"Biochem.Biophys.Res.Commun.. 310・4. 1219-1226 (2003)
• [文献書誌] Gong, L., et al.: "Bisphosphonate incadronate inhibits maturation of ectopic bone induced by recombinant human bone morphogenetic protein 2"J Bone Miner Metab.. 21・4. 5-11 (2003)
• [文献書誌] Kimura, A., et al.: "Gene expression of type I collagen in neoplastic chondrocytes"Eur J Med Res.. 8・4. 165-167 (2003)
• [文献書誌] Takahashi, N., et al.: "Strontium ranelate inhibits osteoclastic bone resorption"J Bone Miner Res.. 18・6. 1082-1087 (2003)
• [文献書誌] Nakamura, M., et al.: "Osteoprotegerin regulates bone formation through a coupling mechanism with bone resorption"Endocrinology. 144・12. 5441-5449 (2003)