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2005 年度 実績報告書

破骨細胞の骨基質接着と骨吸収におけるCa^<2+>の動態

研究課題

研究課題/領域番号 16591847
研究機関松本歯科大学

研究代表者

八巻 真理子  松本歯科大学, 総合歯科医学研究所, 講師 (90360221)

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)
高橋 直之  松本歯科大学, 大学院・歯学独立研究科, 教授 (90119222)
佐原 紀行  松本歯科大学, 大学院・歯学独立研究科, 教授 (70064699)
細矢 明宏  松本歯科大学, 歯学部, 助手 (70350824)
キーワード破骨細胞 / Ca^<2+> / 骨基質 / endocytosis / 細胞内輸送 / transcytosis / vacuole / lysosome
研究概要

破骨細胞の骨吸収活性により骨基質から遊離するCa^<2+>は以下の3つの経路で血中に取り込まれると考えられる。1)Ca^<2+>は骨基質面と破骨細胞の隙間から自然に拡散し血管に吸収される。2)Ca^<2+>は自然拡散されるとともに、破骨細胞膜上のCa^<2+>チャンネルを介して破骨細胞に吸収され放出される。3)Ca^<2+>は自然拡散もするが、多くは骨基質とともに破骨細胞内に吸収(endocytosis)され、血管側に移動・放出(transcytosis)される。現在は主に1)が支持されている、我々は破骨細胞のruffled border(波状縁)付近に多くのvacuoleが観察されること、そのvacuole内部にしばしば骨基質分解産物が観察されることから、3)の説を支持し、それを証明するために、骨基質上で骨芽細胞と共存培養した破骨細胞と細胞膜不透過性のCa^<2+>結合色素を用いる独自の方法で、コンフォーカル顕微鏡(LSM)を用いて詳細に観察を行った。また、生細胞観察を行い、固定細胞のみならず生破骨細胞内でのCa^<2+>取り込み(vacuole様)、Ca^<2+> vacuoleの細胞内移動の観察に成功した。その結果、a)骨基質から遊離したCa^<2+>の多くは予想通り活性化した破骨細胞内にendocytosisされた。b)取り込まれたCa^<2+>はvacuole様の形態を示し、lysosomeのマーカー蛋白質と共局在した。c)生破骨細胞の観察から、Ca^<2+> vacuoleは波状縁から対極の細胞膜近辺に移動することが明らかになった。また、破骨細胞内のCa^<2+> vacuoleは時間(日)とともにサイズが大きくなることから、細胞内でvacuole同士が融合することが考えられた。従って、我々の仮説(上記3))が強く支持されたため、論文として発表した。
現在は、上記仮説2)にあるようにCa^<2+>チャンネルから流入したCa^<2+>に対応して、破骨細胞内の波状縁面近傍にCa^<2+>結合蛋白質カルモジュリン(CaM)が極性化して観察されることから、CaMの役割と破骨細胞の機能との関連についても検討を行った。免疫染色やCaM inhibitorsを用いて実験を行った結果、骨と接着し活性化している破骨細胞は、接着していない細胞に比べてCaM量が多く、かつ、骨基質に近い波状縁面近傍にCaMが極性化することが明らかになった。これらの結果をin vivoで確認した後、論文として投稿する予定である。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2005

すべて 雑誌論文 (6件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Effects of fixation and decalcification on the immunohistochemical localization of bone matrix proteins in fresh-frozen bone sections.2005

    • 著者名/発表者名
      Hosoya A.
    • 雑誌名

      Histochem Cell Biol 123・6

      ページ: 639-646

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Transcytosis of calcium from bone by osteoclast-like cells evidenced by direct visualization of calcium in cells.2005

    • 著者名/発表者名
      Yamaki M.
    • 雑誌名

      Arch.Biochem.Biophys. 440

      ページ: 10-17

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Distribution of actin filaments, non-muscle myosin, M-Ras, and extracellular signal-regulated kinase(ERK) in osteoclasts after calcitionin administration.2005

    • 著者名/発表者名
      Nakamura H.
    • 雑誌名

      Arch.Histol.Cytol. 68・2

      ページ: 143-150

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Prostaglandin E2 Receptors EP2 and EP4 Are Down-regulated during Differentiation of Mous Osteoclasts from Their Precursors.2005

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Y.
    • 雑誌名

      J.Biol.Chem. 280・25

      ページ: 24035-24042

  • [雑誌論文] Prostaglandin E2 enhances osteoclastic differentiation of precursor cells through protein kinase A-dependent phosphorylation of TAK1.2005

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Y.
    • 雑誌名

      J.Biol.Chem. 280・12

      ページ: 11395-11403

  • [雑誌論文] Prostaglandin E_2 strongly inhibits human osteoclast formation2005

    • 著者名/発表者名
      Take I.
    • 雑誌名

      Endocrinology 146・12

      ページ: 5204-5214

  • [図書] Hard Tissue 硬組織研究ハンドブック2005

    • 著者名/発表者名
      松本歯科大学大学院 硬組織研究グループ
    • 総ページ数
      261
    • 出版者
      MDU出版会
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より

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公開日: 2007-04-02   更新日: 2016-04-21  

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