BMP2による骨芽細胞および脂肪細胞分化の制御機構の解明

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12671804
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 西村 理行 大阪大学, 大学院・歯学研究科, 助教授 (60294112)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 平賀 徹 大阪大学, 大学院・歯学研究科, 助手 (70322170) ; 米田 俊之 大阪大学, 大学院・歯学研究科, 教授 (80142313)
• Keywords: 骨芽細胞 / 脂肪細胞 / BMP2 / C / EBPβ / Cbfa1

Research Abstract

1.未分化間葉系細胞の骨芽細胞および脂肪細胞分化におけるC/EBPβの役割
初代マウス骨芽細胞において転写因子C/EBPβが発現していることが明らかとなった。さらに未分化間葉系細胞株C3H10T1/2細胞にBMP2を作用させると転写因子C/EBPβの発現が誘導された。そこでC/EBPβの骨芽細胞分化に対する役割を検討するためにC3H10T1/2細胞にC/EBPβを過剰発現させ、その効果を検討したところ、ALP活性およぴオステオカルシンの発現が誘導された。以上の結果から、C/EBPβは、脂肪細胞のみならず骨芽細胞分化誘導作用を有していることが明らかとなった。
2.未分化間葉系細胞の骨芽細胞分化におけるC/EBPβとCbfa1の相互作用
未分化間葉系細胞に骨芽細胞分化の制御に深く関わるCbfa1をC/EBPβとともに過剰発現させると、骨芽細胞分化、オステオカルシンプロモーター活性が著明に促進された。免疫共沈降実験の結果、C/EBPβがCbfa1と結合することが見出された。さらにC/EBPβは、オステオカルシンプロモーターに直接結合することが明らかとなった。
3. C/EBPβアイソフォームLIPの骨芽細胞および脂肪細胞分化に対する相反作用
LIPをC3H10T1/2細胞に過剰発現させると、BMP2刺激あるいはPPARγの過剰発現により誘導される脂肪細胞誘導作用が著しく阻害された。一方、BMP2存在下あるいはCbfa1存在下でLIPを過剰発現すると骨芽細胞分化が促進された。興味あることにLIPはCbfa1およびオステオカルシンへの結合能を有していることが示された。以上の結果より、未分化問葉系細胞の分化方向の決定には、C/EBPβアイソフォームLIPが、重要な役割を演じていることが示唆された。

Research Products

• [Publications] Ji X et al.: "Patterns of gene expression associated with BMP-2-induced osteoblast and adipocyte differentiation of mesenchymal progenitor cell 3T3-F442A"J Bone Miner Met. 18. 132-139 (2000)
• [Publications] Y Takeoka et al.: "The pancreas : A storehouse of protein anabolic factors and bone/calcium metabolism-regulating factors"J Bone Miner Met. 18. 2-8 (2000)
• [Publications] Toshiyuki Yoneda et al.: "Cellular and molecular basis of preferential metastasis of breast cancer to bone"J Orthop Sci. 5. 75-81 (2000)
• [Publications] Michigami T et al.: "Cell-cell contact between marrow stromal cells and myeloma cells via VCAM-1 andα4β1 integrin enhances production of osteoclast-stimulating activity in cultur"Blood. 96. 1953-1960 (2000)
• [Publications] Marzia M et al.: "Decreased c-Src expression enhances osteoblast differentiation and bone formation"J Cell Biol. 151. 311-320 (2000)
• [Publications] Lai CF et al.: "Transforming Growth Factor-beta Up-regulates the beta 5 Integrin Subunit Expression via Sp1 and Smad Signaling"J Biol Chem. 275. 36400-36406 (2000)
• [Publications] Yoneda T et al.: "A Bone-seeking clone Exhibits Different Biological Properties from the MDA-MB-231 Parental Human Breast Cancer Cells and a Brain-seeking Clone in Vivo and ln Vitro"J Bone Miner Res. 16. 1486-1495 (2001)
• [Publications] Zhao M et al.: "Type IB BMP Receptor Signaling Is Necessary for Normal Murine Postnatal Bone Formation"J Cell Biol. (印刷中). (2002)