歯周疾患における歯槽骨吸収シグナルの解明と治療法の開発

2004 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16390535
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 研究機関: 松本歯科大学
• 研究代表者: 高橋 直之 松本歯科大学, 大学院・歯学独立研究科, 教授 (90119222)
• 研究分担者: 小澤 英浩 松本歯科大学, 大学院・歯学独立研究科, 教授 (60018413) ; 川上 敏行 松本歯科大学, 大学院・歯学独立研究科, 教授 (80104892) ; 宮沢 裕夫 松本歯科大学, 大学院・歯学独立研究科, 教授 (90147637) ; 中村 美どり 松本歯科大学, 歯学部, 助手 (90278177) ; 二宮 禎 松本歯科大学, 総合歯科医学研究所, 助手 (00360222)
• キーワード: 破骨細胞 / リポ多糖 / Nod2 / ペプチドグリカン / ムラミルジペプチド / Toll様受容体 / 骨髄マクロファージ / RANKL

研究概要

多くの菌体成分の受容体としてToll-様 受容体メンバー(TLRs)が働くことが示され、菌体成分の作用の解析が急速に進んでいる。一方、ペプチドグリカン(PNG)の構成成分であるムラミルジペプチド(MDP)は,細胞内のシグナル伝達因子であるNod2を介して作用を発現する。我々は、破骨細胞形成に対するMDPの作用を解析し、以下の結果を得た。
(1)マウス骨芽細胞と骨髄細胞の共存培養系において、MDPは単独では破骨細胞分化を誘導せず、活性型ビタミンD_3およびPGE_2が誘導した破骨細胞形成もMDPは促進しなかった。しかしMDPは、LPSおよびIL-1が誘導する破骨細胞形成を著しく促進した。(2)骨髄マクロファージの培養系において、RANKLとM-CSFが誘導する破骨細胞形成をMDPは促進しなかった。(3)LPS、IL-1、活性型ビタミンD_3は骨芽細胞のRANKLの発現を促進した。MDPは、LPSとIL-1が誘導するRANKLの発現を更に促進したが、活性型ビタミンD_3の作用を増強しなかった。(4)骨芽細胞は、MDPの受容体であるNod2 mRNAを発現していなかった。LPSとIL-1は骨芽細胞におけるNod2発現を誘導したが、活性型ビタミンD_3はNod2の発現を誘導しなかった。(5)Nod2のmRNAの発現をRNAiで抑制すると、MDPによる促進効果は消失した。
以上の知見より、MDPは骨芽細胞に作用し、炎症性因子LPS、IL-1およびTNFαによるRANKL誘導作用を増強し、破骨細胞形成を促進した。LPS、IL-1およびTNFαは骨芽細胞のNod2の発現を誘導し、MDPはこの誘導されたNod2を介してRANKL発現を促進する可能性が示された。

研究成果

• [雑誌論文] Dolomite supplementation improves bone metabolism through modulation of calcium-regulating hormone secretion in ovariectomized rats. (2005)
  • 著者名/発表者名: Mizoguchi T et al.
  • 雑誌名: J Bone Miner Metab (in press)
• [雑誌論文] Experimental spinal fusion with recombinant human bone morphogenetic protein-2 delivered by a synthetic polymer and beta-tricalcium phosphate in a rabbit model. (2005)
  • 著者名/発表者名: Namikawa T et al.
  • 雑誌名: Spine (in press)
• [雑誌論文] Cyclic AMP/protein kinase A signals enhance osteoclastic differentiation through TAK1 in osteoclast precursors. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi Y et al.
  • 雑誌名: J Biol Chem (in press)
• [雑誌論文] Prostaglandin E_2 receptors EP2 and EP4 are down-regulated during differentiation of mouse osteoclasts from their precursors. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi Y et al.
  • 雑誌名: J Biol Chem (in press)
• [雑誌論文] Suppression of osteoprotegerin expression by PGE_2 is crucially involved in LPS-induced osteoclast formation1. (2004)
  • 著者名/発表者名: Suda K et al.
  • 雑誌名: J Immunol 172・4 ページ: 2504-2510
• [雑誌論文] MyD88 is an essential molecule in osteoclastogenesis induced by lipopolysaccharide, diacyl lipopeptide and IL-1α, and MyD88 knockout mice exhibit a low turnover osteoporotic phenotype. (2004)
  • 著者名/発表者名: Sato N et al.
  • 雑誌名: J Exp Med 200・5 ページ: 601-611
• [図書] Arthritis Research : Methods and Protocols (2005)
  • 著者名/発表者名: Takahashi N et al.
  • 出版者: Humana Press, Totowa, New Jersey(in press)