破骨細胞の骨吸収能を制御するRANKLシグナルとSHP-1の機能解析

2004 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16390530
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 研究機関: 東京医科歯科大学
• 研究代表者: 青木 和広 東京医科歯科大学, 大学院・医歯学総合研究科, 助手 (40272603)
• 研究分担者: 春宮 覚 東京医科歯科大学, 歯学部, 教務職員 (50301792) ; 下川 仁彌太 東京医科歯科大学, 大学院・医歯学総合研究科, 助教授 (80014257) ; 中川 敦史 国立大学法人大阪大学, 蛋白質研究所, 教授 (20188890) ; 石黒 正路 (財)サントリー生物有機科学研究所, 部長研究員
• キーワード: 骨吸収機能 / SHP-1 / 3D形状計測 / 骨吸収能評価法 / プロテオーム解析 / 破骨細胞

研究概要

歯周病や慢性関節リュウマチに代表される炎症性骨破壊は、破骨細胞による過剰な骨破壊が原因である。これらの骨破壊を抑制するためには、破骨細胞の骨吸収機能をターゲットとした抑制薬の開発が望まれている。本研究の目的は、破骨細胞機能の過剰な亢進を抑制する脱リン酸化酵素SHP-1が、RANKL/RANK受容体下流の情報伝達経路中に存在するどのタンパク質と結合してその抑制機構を発揮するかを明らかにすることである。
我々はまず、SHP-1のフォスファターゼ活性が70%に落ちたme^v/me^vマウスにおいて、破骨細胞の骨吸収機能が亢進していることを確かめた。これには、コラーゲンゲル上にまいた骨髄細胞と骨芽細胞との共存培養で誘導した成熟破骨細胞を用い、象牙切片上に作られたピット面積を計測した。この結果から破骨細胞の機能亢進をSHP-1が抑えていることが明らかとなった。本研究ではSHP-1の結合タンパクに対するsiRNAを設計して骨吸収機能をスクリーニングする予定であるが、その前段階として、我々が開発しているNF-κBの活性化抑制ペプチド(Nat Med10,617-624,2004)を用いてRANKL誘導の骨吸収能亢進に対する効果を検討した。備品として購入した3D形状計測顕微鏡を用いて従来法のピット面積だけを計測した結果と体積まで計測した結果を比べてみた。興味深いことに、RANKL刺激によるピット面積の増加率より体積を計測した際の増加率が著しく高く、体積を計測した方がNBDペプチドによる抑制効果が明らかに示された。このことは、3D形状計測顕微鏡の有用性を強く示唆している。SHP-1のコンストラクト(野生型と酵素活性がないmutation型)を東京都老人研の水野博士より供与を受け、現在RAW細胞に導入中である。トランスフェクション効率が悪かったため、効率の良いRAW細胞株をクローニング中である。

研究成果

• [雑誌論文] Selective inhibition of NF-kB blocks osteoclastogenesis and prevents inflammatory bone destruction in vivo. (2004)
  • 著者名/発表者名: Jimi E, Aoki K, Saito H, D'Acquisto F, May MJ, Nakamura I, Sudo T, Kojima T, Okamoto F, Fukushima H, Okabe K, Ohya K, Ghosh S
  • 雑誌名: Nature Medicine 10(6) ページ: 617-624
• [雑誌論文] A simple murine model for immobilization osteopenia. (2004)
  • 著者名/発表者名: Damrongrungruang T, Kuroda S, Kondo H, Aoki K, Ohya K, Kasugai S
  • 雑誌名: Clinical Orthopaedics and Related Research 425 ページ: 244-251
• [雑誌論文] The deficiency of immunoregulatory receptor PD-1 causes mild osteopetrosis. (2004)
  • 著者名/発表者名: Nagahama K, Aoki K, Nonaka K, Saito H, Takahashi M, Varghese BJ, Shimokawa H, Azuma M, Ohya K, Ohyama K
  • 雑誌名: Bone 35 ページ: 1059-1068
• [雑誌論文] 免疫系細胞の骨代謝への関与 (2004)
  • 著者名/発表者名: 青木和広, 大谷啓一, 長濱浩平
  • 雑誌名: 整形・災害外科(Orthopaedic Surgery and Traumatology) 47・6 ページ: 722-723