| 研究課題/領域番号 |
15K10499
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| 研究機関 | 産業医科大学 |
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研究代表者 |
酒井 昭典 産業医科大学, 医学部, 教授 (90248576)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 非荷重 / メカニカルストレス / カテプシンK / 破骨細胞 / 骨芽細胞 / 骨髄細胞 / 海綿骨量 / 骨形態計測 |
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| 研究実績の概要 |
メカニカルストレス下における骨構成細胞間コミュニケーションの分子調節機構を解明することを目的に研究を行っている。平成27年度は、メカニカルストレス減少下での骨組織と骨髄細胞分化異常について解析した。
6週齢の雄性C57BL/6Jマウスを1週間飼育ケージで慣らした後に実験を行った。尾部を懸垂することによってマウス後肢を非荷重とした。屠殺前7日と3日にカルセインを皮下注射して骨標識を行った。pQCTの結果、1週間の非荷重で、大腿骨遠位海綿骨の骨密度は正常荷重群と比べて有意に減少した（p<0.05）。骨形態計測の結果、1週間の非荷重で、脛骨近位二次海綿骨における海綿骨量（BV/TV）、骨形成率（BFR/BS）は有意に減少した（p<0.01）。一方、破骨細胞数（Oc.N/BS）と破骨細胞面（Oc.S/BS）は有意に増加した（p<0.01）。マウスの両側の大腿骨と脛骨から採取した骨髄細胞を用いて細胞培養を行った結果、1週間の非荷重で、ALP陽性CFU-fは減少しなかったが、TRACP陽性の単核細胞数と多核細胞数は有意に増加した（それぞれp<0.05、p<0.01）。骨髄細胞を用いてRT-PCRを行った結果、4日間の非荷重で、cathepsin K mRNAの発現が有意に増加し、免疫染色の結果では、cathepsin K陽性の破骨細胞が増加していた。ClCn7（chloride channel 7）、DC-STAMP、Caspase3の発現は非荷重で変わらなかった。非荷重状態では正常荷重状態と比べて、骨髄細胞から骨芽細胞への分化抑制、破骨細胞への分化促進が認められた。非荷重により破骨細胞のcathepsin K発現（遺伝子、タンパクともに）が増加し、骨吸収機能が亢進していることが明らかとなった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本研究初年度の平成27年度は、当初の研究計画であった「メカニカルストレス増減下での骨組織と骨髄細胞分化異常の解析」をおおむね順調に進展させることができた。平成28年度も当初の研究計画に従い、メカニカルストレスを感知する骨細胞のシグナルに焦点を当てて、RANKLやsclerostinなどに関わるシグナル分子の機能解析を明らかにしていく予定である。
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| 今後の研究の推進方策 |
平成28年度は当初の研究計画に従い、メカニカルストレスを感知する骨細胞のシグナルに焦点を当てて、RANKLやsclerostinなどに関わるシグナル分子の機能解析を明らかにしていく予定である。今後さらに、破骨細胞が細胞外基質を破壊するときに放出されるbone matrix-derived growth factorsの解析や破骨細胞の骨吸収活性を抑制する薬剤を用いた解析を推進していく予定である。
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