骨形成・再生における細胞とコラーゲンマトリックスの相互作用の役割

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14370598
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 研究機関: 神奈川歯科大学
• 研究代表者: 畑 隆一郎 神奈川歯科大学, 歯学部, 教授 (10014276)
• 研究分担者: 居作 和人 神奈川歯科大学, 歯学部, 助手 (90257296) ; 加藤 靖正 神奈川歯科大学, 歯学部, 講師 (50214408) ; 古江 美保 神奈川歯科大学, 歯学部, 講師 (80257310)
• キーワード: コラーゲン / 骨芽細胞分化 / 活性持続性ビタミンC / 活性型ビタミンD_3 / ヒト骨芽細胞 / MG63細胞

研究概要

骨の有機物の90%を占めるI型コラーゲンは骨の骨格として必須であるばかりでなく、骨を形成する骨芽細胞の分化にも重要であることがマウスの骨芽細胞系により明らかにされてきた。本研究ではヒトの骨形成の制御機構を明らかにするためにヒト骨芽細胞様細胞(MG63細胞)を用いてI型コラーゲンによる骨芽細胞機能制御について検討した。
1.活性持続型ビタミンC(Asc2-P)はMG63細胞の増殖、骨芽細胞の初期分化マーカーであるアルカリ性ホスファターゼ(ALP)活性とコラーゲン合成活性を促進した。コラーゲン合成阻害剤のアゼチジン2-カルボン酸(AzC)、あるいはエチル3,4ジヒドロキシ安息香酸(EDBA)共存により、コラーゲン合成活性の低下と共に、細胞増殖、ALP活性も低下したことからコラーゲンがMG63細胞の増殖と分化に必須であることが判明した。
2.活性型ビタミンD_3によって、細胞のI型コラーゲン合成活性と共にALP活性も促進された。この場合も、コラーゲン合成阻害剤(AzC、EDBA)の共存によりコラーゲン合成活性低下と共にALP活性も低下した。
3.外部から添加したコラーゲンの作用を明らかにするために、I型コラーゲンを被覆した培養皿を用いて培養すると、骨芽細胞の分化は促進され、さらに、活性型ビタミンD_3添加により、細胞分化は相乗的に促進された。
以上のことから、I型コラーゲンの接着シグナルがヒト骨芽細胞の分化を促進していることが明らかに出来た。現在その分子機構を明らかにするために、恒温振盪培養器を用いて各種レポーター遺伝子コンストラクトを作成し、マイクロプレート用ルミノメーターを用いてI型コラーゲン遺伝子の発現制御機構を解析中である。また、これらの解析にコンピューターを汎用するのでプリンターとともに購入した。

研究成果

• [文献書誌] Kato, Y.: "Rho A⇒phospholipase⇒p38 MAP kinase signaling is an extracellular low PH responsible pathway fro matrix metalloproteinase-9 expression in mouse metastatic melanoma cells"Bull. Kanagawa Dent. Coll.. 30-1. 25-27 (2002)
• [文献書誌] Takamizawa, S.: "Collagen synthesis is essential for osteoblast differentiation in the presence and absence o Vitamin D"Differentiation. 70-7. 334 (2002)
• [文献書誌] Hata, R: "Crosstalk between Vitamin C and Vitamin D Signals on the Differentiation of Human Osteoblast-like(MG-63)Cells"J. Bone Min. Res.. 17. S339 (2002)
• [文献書誌] Takamizawa, S.: "Stimulation of Nascent Cell Proliferation, Alkaline Phosphatase Activity and Type III Collagen Synthesis in Human Osteoblast-like MG-63 Cells by L-Ascorbic Acid 2-Phosphate, Long-acting Vitamin C Derivative"Mol. Biol. Cell. 13. 346a (2002)
• [文献書誌] Maehata, Y: "Interaction of vitamin D signal with vitamin C signal on the differentiation of human osteoblast-like cells"Mol. Biol. Cell. 13. 346a (2002)
• [文献書誌] Izukuri K.: "Development of cDNA microarray for analysis of gene expression profiles during the differentiation process in the craniomandibular system and for molecular diagnosis of craniomandibular disorders"Bull. Kanagawa Dent. Coll.. (in press).