骨芽細胞の分化誘導シグナルの解明とその骨形成促進治療法の開発への応用

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14370329
• 研究機関: 徳島大学
• 研究代表者: 松本 俊夫 徳島大学, 医学研究科, 教授 (20157374)
• 研究分担者: 井上 大輔 徳島大学, 医学研究科, 講師 (60314853)
• キーワード: 骨形成 / 骨芽細胞 / 骨粗鬆症 / IL-11 / 転写因子 / AP-1 / ERK / deltafosB

研究概要

(1)AP-1/IL-11.シグナルカスケードの解析
1.fosB/delta-fosBの転写促進機構の解析
力学的負荷はERK依存性にfos family遺伝子およびIL-11mRNAを誘導する。そこでfos familyのうちin vivoで骨形成促進能を有するdeltafosBの誘導機構を詳細に解析した。まずfosBプロモーターをクローニングし、力学的負荷がその活性を促進する事を示した。さらにこの作用は細胞内外のCa、ERK, CREBに依存性で、プロモーター上のCRE配列を介して発揮されることが明らかとなった。
2.AP-1とSmadとのクロストーク
力学的負荷が通常BMPシグナルの下流に位置するSmad1/5/8をPKC依存性に活性化することを見出した。この効果はin vitroにおける骨芽細胞に対するshear stressのみならず、マウスへの運動負荷によってもin vivoの骨において観察された。力学的負荷により活性化されたsmadはdeltafosB/JunDなどのAP-1と協調し、さらにIL-11遺伝子の転写を促進することが明らかとなった。
(2)IL-11による骨芽細胞アポトーシスの制御機構の解析
PTHはデキサメタゾンやエトポシドで誘導される骨芽細胞のアポトーシスを約50%抑制した。PTHはアポトーシスに伴うbcl-2の発現低下を仰制したことから、PTHの抗アポトーシス作用にbcl-2発促進の関与が示唆された。PTHはIL-11の発現を誘導するが、IL-11もPTHと同様の抗アポトーシス作用とbcl-2発現低下阻止作用を示した。lL-11は単独でもbcl-2の発現をmRNAおよび蛋白レベルで促進した。さらにPTHの抗アポトーシス効果はIL-11の中和抗体で部分的抑制されたことから、一部はlL-11の誘導を介していると考えられた。

研究成果

• [文献書誌] Hashimoto T, et al.: "Ability of myeloma cells to secrete macrophage inflammatory protein (MIP)-1alpha and MIP-1beta correlates with lytic bone lesions in patients with multiple myeloma"British Journal of Haematology. 125. 38-41 (2004)
• [文献書誌] Endo I, et al.: "Deletion of vitamin D receptor gene in mice results in abnormal skeletal muscle development with deregulated expression of myoregulatory transcription factors"Endocrinology. 145. 5138-5144 (2003)
• [文献書誌] Kido S, et al.: "Expression of RANK is dependent upon differentiation into the macrophage/osteoclast lineage : induction by 1alpha,25-dihydroxyvitamin D3 and TPA in a human myelomonocytic cell line, HL60"BONE. 32. 621-629 (2003)
• [文献書誌] Kitagawa H, et al.: "The Chromatin-Remodeling Complex WINAC Targets a Nuclear Receptor to Promoters and Is Impaired in Williams Syndrome"Cell. 113. 905-917 (2003)
• [文献書誌] Tohjima E, et al.: "Decreased AP-1 activity and interleukin-11 expression by bone marrow stromal cells may be associated with impaired bone formation in aged mice"Journal of Bone and Mineral Research. 18. 1461-1470 (2003)