癌の骨転移におけるαvβ3インテグリン結合子の血管形成・細胞接着制御機能の解明

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13216034
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: 野田 政樹 東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 教授 (50231725)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 辻 邦和 東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 助手 (20323694) ; 二藤 彰 東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 助教授 (00240747)
• Keywords: 癌転移 / 骨吸収 / 破骨細胞 / 骨髄 / オステオポンチン / ノックアウトマウス / 悪性黒色腫

Research Abstract

癌の骨転移は悪性黒色腫B16マウスメラノーマ細胞を用いて、骨髄に対する接着並びにこれに伴う骨の破壊についての検討を行った。特に長管骨の骨幹端における骨髄内の癌の転移並びに細胞の接着を骨髄内への直接の癌細胞の埋植によって検討した。実験にはオステオポンチンノックアウトマウス並びにその野生型の対照となるマウスを用い、大腿骨の骨髄に対して、0.6mmのKワイヤーを挿入し骨髄を完全に除去した後、この空間に対する癌細胞の播種を行った。動物は癌細胞の播種の後に経時的にレントゲン撮影を行いその結果、悪性黒色腫細胞による骨の破壊が観察された。オステオポンチンノックアウトマウスと野生型のマウスの比較検討によりノックアウトマウスにおける骨の吸収窩の数の低下が明らかとなった。癌細胞の骨髄内埋植後、4週間の時点において動物を屠殺し、マイクロCTによって骨の破壊レベルを検討した結果、骨髄内における海綿骨の破壊と皮質骨の破壊が野生型では時間と共に亢進したのに対しオステオポンチンノックアウトマウスでは骨髄内の海綿骨並びに皮質骨は悪性黒色腫の播種後にもかかわらず構造が保たれていた。組織学的にはこれらの細胞の周辺における破骨細胞の形成とこれによる骨破壊が野生型では著明に観察されたのに対しノックアウトマウスにおいては破骨細胞の数、ならびにそれによって起こる吸収窩の形成は抑制されていた。以上のことから骨髄に対する直接の悪性黒色腫細胞の播種実験によりオステオポンチンの存在が骨の癌転移巣における破骨細胞の誘導に促進的に関与すること、また破骨細胞自身による骨の破壊にも寄与することが明らかとなった。

Research Products

• [Publications] Nemoto H.: "Osteopontin deficiency reduces experimental tumor cell metastasis to bone and soft tissues"Journal of Bone and Mineral Research. 6. 652-659 (2001)
• [Publications] Yoshida Y: "Negative regulation of BMP/Smad signaling by Tob in osteoblasts"Cell. 103. 1085-1097 (2000)
• [Publications] Ishijima M: "Enhancement of osteoclastic bone resorption and suppression of osteoblastic bone formation in response to reduced mechanical stress do not occur in the absence of osteopontin"Journal of Experimental Medicine. 19. 399-404 (2001)
• [Publications] Ihara H: "Parathyroid hormone-induced bone resorption does not occur in the absence of osteopontin"Journal of Biological Chemistry. 276. 13065-13071 (2001)
• [Publications] Asou Y: "Osteopontin facilitates angiogenesis, accumulation of osteoclasts and resorption in ectopic bone"Endocrinology. 142. 1325-1332 (2001)
• [Publications] Yamashita T: "Klotho-deficient mice are resistant to bone loss induced by unloading due to sciatic neurectomy"Journal of Endocrinology. 168. 347-351 (2001)
• [Publications] Yamashita T: "Klotho-deficient mice are resistant to bone loss induced by unloading due to sciatic neurectomy"Journal of Endocrinology. 168. 347-351 (2001)
• [Publications] Sekiya I: "Transcriptional suppression of SOX9 expression by retinoic acid in chondrocytes"Journal of Cellular Biochemistry. S36. 71-78 (2001)
• [Publications] Tsuji K: "Transient suppression of core-binding factor alpha 1 expression by basic fibroblast growth factor in rat osteoblast-like osteosarcoma ROS17/2.8 cells"Journal of Bone Miner Metabolism. 19. 213-219 (2001)
• [Publications] Sekiya I: "Dexamethasone enhances Sox9 expression in chondrocytes"Journal of Endocrinology. 169. 573-579 (2001)
• [Publications] Shibahara S: "Mitf-D, a newly identified isofor, expressed in the retinal pigment epithelium and monocyte-lineage cells affected by mitf nutations"Biochemica et Biophysica Acta. 169. 573-579 (2001)
• [Publications] Denhardt, DT: "Osteopontin as a means to cope with environmental insults : regulation of inflammation, tissue remodeling, and cell survival"Journal of Clinical Investigation. 107. 1055-1061 (2001)
• [Publications] Tsuji K: "Vitamin D_3 enhances the expression of I-mfa, an inhibitor of the MyoD family, in osteoblasts"Biochemica et Biophysica Acta. 1539. 122-130 (2001)
• [Publications] Yamashita T: "Retardation in bone resorption after bone marrow ablation in klotho mutant mice"Endocrinology. 141. 438-455 (2000)
• [Publications] Sekiya I: "SOX9 enhances aggrecan gene promoter/enhancer activity and is upregulated by Retinoic Acid in a Cartilage-Derived Cell Line, TC6"Journal of Biological Chemistry. 275. 10738-10744 (2000)
• [Publications] Yamashita T: "High-resolution uCT (micro-computed tomography) analyses of the abnormal trabecular bone structures in klotho gene mutant mice"Journal of Endocrinology. 164. 239-245 (2000)
• [Publications] Murakami S: "Indian hedgehog during fracture healing in adult rat femora"Calcified Tissue International. 66. 272-276 (2000)
• [Publications] Takazawa Y: "CBFA1, is constitutively expressed in chondrocytic cell line, TC6, and its expression is upregulated by BMP2"Journal of Endocrinology. 165. 579-586 (2000)
• [Publications] Tsuji K: "Identification and Expression of a novel 3'-exon of mouse Runx1/Pebp2 α B/Cbfa2/AML1 gene"Biochemical and Biophysical Research Communications. 274. 171-176 (2000)
• [Publications] Kawaguchi N: "Mitf is expressed in osteoclast progenitors in vitro"Experimental Cell Research. 260. 284-291 (2000)
• [Publications] Furuya K: "Overexpression of Cas-interactiong zinc finger protein (CIZ) suppresses proliferation and enhances expression of type I collagen gene in osteoblast-like MC3T3E1 cells"Experimental Cell Research. 261. (2000)
• [Publications] Shiraki-Iida T: "Improvement of multiple pathophysiological phenotypes of klotho (kl/kl) mice by adenovirus-mediated expression of the klotho gene"J Gene Med.. 2. 233-242 (2000)