新規膜表面受容体による破骨細胞分化制御:遺伝子欠損マウスの作製と分子組織学的解析

2006 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 16390528
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 形態系基礎歯科学
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 久木田 敏夫 九州大学, 歯学研究院, 教授 (70150464)
• 研究分担者: 久木田 明子 佐賀大学, 医学部, 助教授 (30153266) ; 永田 健吾 九州大学, 歯学研究院, 助手 (90189134)
• 研究期間 (年度): 2004 – 2006
• キーワード: 破骨細胞 / 分化 / DC-STAMP / 融合 / 7回膜貫通型膜タンパク

研究概要

本研究では第1段階として、融合機構の解析に最適なcell lineの開発を行い、RANKLの刺激により高頻度に破骨細胞へ分化する細胞クローン(RAW-Dクローン)を得た。第2段階としてRAW-Dクローンが特異的に発現するmRNAを遺伝子差引き法を用いて破骨細胞が特異的に発現する遺伝子の検索を行なった。第3段階として得られた遺伝子の機能の検定を行なった。同時に遺伝子欠損マウスの作成を試みた。マウスDC-STAMPのゲノムのクローニングを行い、ターゲティングベクターを作成した。ES細胞に遺伝子導入したが、安定した細胞を得ることができなかった。ターゲティングベクターのデザインを変えたものも作成し、遺伝子導入を行い検討を進めている。一方、完全型及び失失型DC-STAMPを発現ベクターpCIneoに組込みRAW-D細胞へ導入することにより、DC-STAMPの機能について検討した。RAW-D細胞へDC-STAMPを発現するプラスミドを導入すると、RANKL,非存在下での破骨細胞誘導は認めれないものの、RANKL存在下での破骨細胞形成を顕著に促進した。完全型、欠失型いずれに於いても同様の結果が得られた。DC-STAMP遺伝子の導入により核数の多い破骨細胞が形成されたことから、破骨細胞の融合段階においてDC-STAMPが重要な働きをすることが推察された。ところで、DC-STAMPの完全型及び欠失型cDNAを発現ベクターpEGFPN1に組込み、C末端にGFPを結合させた融合タンパクを作らせるようにデザインし,この発現ベクターをRAW-D細胞に導入したところ、完全型、欠失型DC-STAMPのいずれに於いてもRANKL存在下での破骨細胞形成を促進した。極めて興味深いことに、RANKL非存在下でも、TRAP陽性細胞(若干の多核細胞も)の誘導が認められた。この結果は、DC-STAMPのC末端領域に破骨細胞分化制御に関する領域が存在することを示唆するものである。なお、DC-STAMP特異的siRNAを用いた系では、破骨細胞の形成が顕著に阻害された。本研究より、破骨細胞分化、特に前駆細胞の融合段階に於いて、DC-STAMPが鍵となる分子であることが明らかとなった。

研究成果

• [雑誌論文] Adiponectin inhibits osteoclast formation stimuloated by lipopolysaccharide from Actinobacillus acitinomycetemcomitans. (2007)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi N., Kukita T., Li Y-J., Arguesta J.G.M., Saito T., Hanazawa S., Yamashita Y.
  • 雑誌名: FEMS Immunology ＆ Microbiology 49 ページ: 28-34
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Regulation of osteoclastogenesis by Simon extracts composed of caffeic acid and related compounds : successful suppression of bone destruction accompanied with adjuvant-induced arthritis in rats. (2006)
  • 著者名/発表者名: Tang Q-Y., Kukita T., Ushijima Y., Kukita A., Nagata K., Sandra F., Watanabe T., Toh K., Okuma Y., Kawasaki S., Rasubala L., Teramachi J., Miyamoto I., Wu Z., Iijima T.
  • 雑誌名: Histochem. Cell Biol. 125 ページ: 215-225
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] The contribution of platelet-derived growth factor, transforming growth factor-<beta>1 and insulin-like growth factor-I in platelet-rich plasma (PRP) to the proliferation of osteoclast-like cells. (2006)
  • 著者名/発表者名: Ogino Y., Ayukawa Y., Kukita T., Koyano K.
  • 雑誌名: Oral Surg.Oral Med.Oral Pathol.Oral Radiol.Endod. 101 ページ: 724-729
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Regulation of osteoclastogenesis by Simon extracts composed of caffeic acid and related compounds : successful suppression of bone destruction accompanied with adjuvant-induced arthritis in rats. (2006)
  • 著者名/発表者名: Tang Q-Y., Kukita T., Ushijima Y., Kukita A., Nagata K., Sandra F., Watanabe T., Toh K., Okuma Y., Kawasaki S., Rasubala L., Teramachi J., Miyamoto I., Wu Z., Iijima T.
  • 雑誌名: Histochem.Cell Biol. 125 ページ: 215-225
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Inhibition of Histone Deacetylase Suppresses Osteoclastogenesis and Bone Destruction by Inducing IFN-{beta} Production. (2005)
  • 著者名/発表者名: Nakamura T., Kukita T., Shobuike T., Nagata K., Wu Z., Ogawa K., Hotokebuchi T., Kohashi O., Kukita A.
  • 雑誌名: J. Immunol. 175 ページ: 5809-5816
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Identification of genes differentially expressed in osteoclast-like cells. (2005)
  • 著者名/発表者名: Nomiyama H., Egami K., Wada N., Toh K., Horiuchi M., Matsusaki H., Miura R., Yoshie O., Kukita T.
  • 雑誌名: J. Interferon Cytokine Res. 25 ページ: 227-231
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Suppressors of cytokine signaling-1 and -3 regulate osteoclastogenesis in the presence of inflammatory cytokines. (2005)
  • 著者名/発表者名: Ohishi M., Matsumura Y., Aki D., Mashima R., Taniguchi K., Kobayashi T., Kukita T., Iwamoto Y., Yoshimura A.
  • 雑誌名: J. Immunol. 174 ページ: 3024-3031
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Inhibition of Histone Deacetylase Suppresses Osteoclastogenesis and Bone Destruction by Inducing IFN-{beta} Production. (2005)
  • 著者名/発表者名: Nakamura T., Kukita T., Shobuike T., Nagata K., Wu Z., Ogawa K., Hotokebuchi T., Kohashi O., Kukita T.
  • 雑誌名: J.Immunol. 175 ページ: 5809-5816
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Ameloblastoma induces osteoclastogenesis : a possible role of ameloblastoma in expanding in the bone. (2005)
  • 著者名/発表者名: Sandra F., Hendarmin L., Kukita T., Nakao Y., Nakamura N., Nakamura S.
  • 雑誌名: Oral Oncol. 41 ページ: 637-644
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Identification of genes differentially expressed in osteoclast-like cells. (2005)
  • 著者名/発表者名: Nomiyama H., Egami K., Wada N., Toh K., Horiuchi M., Matsusaki H., Miura R., Yoshie O., Kukita T.
  • 雑誌名: J.Interferon Cytokine Res. 25 ページ: 227-231
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Suppressors of cytokine signaling-1 and-3 regulate osteoclastogenesis in the presence of inflammatory cytokines. (2005)
  • 著者名/発表者名: Ohishi M., Matsumura Y., Aki D., Mashima R., Taniguchi K., Kobayashi T., Kukita T., Iwamoto Y., Yoshimura A.
  • 雑誌名: J.Immunol. 174 ページ: 3024-3031
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] RANKL-induced DC-STAMP is essential for osteoclastogenesis. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kukita T., Wada N., Kukita A., Karkimoto T., Sandra F., Toh K., Nagata K., Iijima T., Horiuchi M., Matsusaki H., Hieshima K., Yoshie O., Nomiyama H.
  • 雑誌名: J. Exp. Med. 200 ページ: 941-946
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Possible involvement of MIP-1alpha in the recruitment of osteoclast progenitors to the distal tibia in rats with adjuvant-induced arthritis. (2004)
  • 著者名/発表者名: Toh K., Kukita T., Wu Z., Kukita A., Sandra F., Tang Q-Y., Nomiyama H., Iijima T.
  • 雑誌名: Lab. Invest. 84 ページ: 1092-1102
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] RANKL-induced DC-STAMP is essential for osteoclastogenesis. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kukita T., Wada N., Kukita A., Kakimoto T., Sandra F., Toh K., Nagata K., Iijima T., Horiuchi M., Matsusaki H., Hieshima K., Yoshie O., Nomiyama H.
  • 雑誌名: J.Exp.Med. 200 ページ: 941-946
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Critical roles of c-Jun signaling in regulation of NFAT family and RANKL-regulated osteoclast differentiation. (2004)
  • 著者名/発表者名: Ikeda F., Nishimura R., Matsubara T., Tanaka S., Inoue J., Reddy S.V., Hata K., Yamashita K., Hiraga T., Watanabe T., Kukita T., Yoshioka K., Rao A., Yoneda T.
  • 雑誌名: J.Clin.Invest. 114 ページ: 475-484
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Possible involvement of MIP-1 alpha in the recruitment of osteoclast progenitors to the distal tibia in rats with adjuvant-induced arthritis. (2004)
  • 著者名/発表者名: Toh K., Kukita T., Wu Z., Kukita A., Sandra F., Tang Q-Y., Nomiyama H., Iijima T.
  • 雑誌名: Lab.Invest. 84 ページ: 1092-1102
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Effect of the resection of the sciatic nerve on the Th1/Th2 balance in the synovia of the ankle joint of adjuvant arthritic rats. (2004)
  • 著者名/発表者名: Wu Z., Toh K., Nagata K., Kukita T., Iijima T.
  • 雑誌名: Histochem.Cell Biol. 121 ページ: 141-147
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Direct stimulation of osteoclastogenesis by MIP-1alpha : evidence obtained from studies using RAW264 cell clone highly responsive to RANKL. (2004)
  • 著者名/発表者名: Watanabe T., Kukita T., Kukita A., Wada N., Toh K., Nagata K., Nomiyama H., Iijima T.
  • 雑誌名: J.Endocrinol. 180 ページ: 193-201
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より