| 研究課題/領域番号 |
17390410
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
原 由紀則 東京大学, 医学部附属病院, 医員 (30396741)
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| 研究分担者 |
緒方 直史 東京大学, 医学部附属病院, 寄附講座教員 (10361495)
馬淵 昭彦 東京大学, 医学部附属病院, 客員助教授 (80312312)
川口 浩 東京大学, 医学部附属病院, 助教授 (40282660)
石山 典幸 東京大学, 医学部附属病院, 助手 (60376481)
中村 耕三 東京大学, 医学部附属病院, 教授 (60126133)
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| キーワード | 骨 / 骨芽細胞 / 破骨細胞 / Akt / ノックアウトマウス / 骨密度 |
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| 研究概要 |
様々な骨代謝シグナルへの関与が指摘されているPI3 kinase/Aktによる生体内骨代謝調節機構の解明を目指し、Akt1欠損マウスの骨軟骨組織の解析を行った。
まずAktのsubtype1、2、3の内、Akt1が上記の細胞で最も強く発現していることをreal-time PCRで確認した。Akt1欠損(-/-)マウス(8週齢・雄)は同胞雄野生型(+/+)マウスよりも四肢・体幹が10-20%短縮している以外は外観上正常であったが、骨密度測定、3D-CT、pQCTにおいて-/-マウスでは皮質骨・海綿骨とも骨量が著明に減少しており、骨組織形態計測では骨形成・骨吸収の指標が共に低下していた。培養-/-POBではAlizarin redおよびvon Kossa染色、osteocalcin(OC)の発現が+/+に比べて低下していた。これらの低下は恒常活性型Akt1を導入することで回復した。+/+POBにRunx2を導入するとRunx2がOC promoterに結合し、転写が誘導されたが、-/-POBではこの結合・転写誘導が抑制されていた。また、血清除去により-/-POBでは+/+よりも細胞生存率が低値をcaspase3活性が高値を示したが、これらはBcl-XLの導入によって回復した。更に、POBと骨髄細胞の共存培養系ではどちらの細胞が-/-由来であっても破骨細胞形成が低下した。-/-POBでのRANKL発現も、可溶性RANKL存在下での-/-M-BMMφからの破骨細胞形成も共に低下していた。以上よりAkt1欠損は低代謝回転型骨粗鬆化を誘導することが判明した。その分子メカニズムとしては、骨形成の低下はRunx2の転写活性の減少による骨芽細胞機能の抑制と、ミトコンドリア経路のアポトーシスの亢進に起因し、骨吸収の低下は破骨細胞前駆細胞の異常と骨芽細胞でのRANKL発現抑制に起因していことが明らかとなった。
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