骨格系の制御に関わる転写因子と骨粗鬆症におけるその異常

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12137207
• Research Institution: The University of Tokushima
• Principal Investigator: 松本 俊夫 徳島大学, 医学部, 教授 (20157374)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 井上 大輔 徳島大学, 医学部, 助手 (60314853) ; 安倍 正博 徳島大学, 医学部附属病院, 講師 (80263812)
• Keywords: 骨芽細胞 / 破骨細胞 / AP-1 / 細胞分化 / 転写因子 / インターロイキン-11

Research Abstract

(1)AP-1/IL-11シグナルカスケードの解析
1.fosB/delta-fosBの転写促進機構の解析
力学的負荷はERK依存性にfos family遺伝子およびそれに引き続きIL-11をmRNAレベルで誘導する。そこでfos familyのうちin vivoで骨形成促進能を有することが示されているdeltafosBの誘導機構を詳細に解析した。まずfosBプロモーターをクローニングし、力学的負荷がその活性を促進する事を示した。さらに力学的負荷によるdeltafosB転写促進作用は細胞内外のCa、ERK,CREBに依存性で、プロモーター上のCRE様配列を介して発揮されることが明らかとなった。
2.AP-1とsmadとのクロストーク
力学的負荷が通常BMPシグナルの下流に位置するsmad1/5/8を活性化することをはじめて見出した。この効果はin vitroにおける骨芽細胞に対するshear stressのみならず、マウスに運動負荷をかけることによってもin vivoの骨において観察された。力学的負荷により活性化されたsmadはdeltafosB/JunDなどのAP-1と協調して、さらにIL-11遺伝子の転写を促進することが明らかとなった。
(2)破骨細胞分化に関わる転写因子の解析
c-fos遺伝子ノックアウトマウスから得た脾細胞を用いた実験系により、c-fosはRANKの発現およびRANKL刺激によるAP-1,NF-kBの活性化には必須でないことが示唆された。したがって、破骨細胞系列の特異性を決定する未知の転写因子の存在が示唆される。
一方、マウス脾細胞やマウス前破骨細胞株C7を用いて、suppression PCRの手法によりRANKL刺激で発現が増加する初期誘導遺伝子を複数同定した。この中には、RANK,カテプシン群の酵素、未知の転写因子などが含まれており、今後この発現調節シグナルを解明することにより、RANKLシグナルを明らかにするとともに、破骨細胞分化を制御するマスター転写因子を同定し得る可能性がある。

Research Products

• [Publications] Kitagawa H, et al.: "Ligand selective potentiation of rat mineralocorticoid receptor activation function-1(AF-1) by a CBP-containing HAT complex"Mol Cell Biol. 22. 3698-3706 (2002)
• [Publications] Okazaki R, et al.: "Estrogen promotes early osteoblast differentiation and inhibits adipocyte differentiation in mouse bone marrow stromal cell lines that express estrogen receptor alpha or beta"Endocrinology. 143. 2349-2356 (2002)
• [Publications] Takeuchi Y, et al.: "Interleukin-11 as a stimulatory factor for bone formation prevents bone loss with advancing age in mice"J. Biol. Chem. 277. 49011-49018 (2002)
• [Publications] Iuchi T, et al.: "Glucocorticoid excess induces superoxide production in vascular endothelial cells and elicits vascular endothelial dysfunction"Circulation Research. 92. 81-87 (2003)
• [Publications] Kido S, et al.: "RANK is Dependent upon Differentiation into the Macrophage/Osteoclast Lineage : Induction by 1alpha, 25-dihydrovyvitamin D3 and TPA in a Human Myelomonocytic Cell Line, HL60"BONE. (印刷中). (2003)
• [Publications] Tohjima E, et al.: "Decreased AP-1 Activity and Interleukin-11 Expression by Bone Marrow Stromal Cells May be Associated with Impaired Bone Formation in Aged Mice"Journal of Bone and Meneral Research. (印刷中). (2003)