免疫抑制剤による人為的な骨粗鬆症と骨移植に起因する骨吸収の分子遺伝学的制御

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13672094
• Research Institution: OKAYAMA UNIVERSITY
• Principal Investigator: 福永 城司 岡山大学, 大学院・医歯学総合研究科, 助手 (10284069)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山合 友一朗 岡山大学, 大学院・医歯学総合研究科, 助手 (00158057)
• Keywords: 骨粗鬆症 / 免疫抑制剤 / 破骨細胞 / 破骨細胞分子因子 / 破骨細胞形成抑制因子 / 骨移植

Research Abstract

平成13年度はラットに免疫抑制剤FK506を連日28日筋肉注射(1mg/kg)し骨粗鬆症モデルラットを作製した。まずFK506投与骨粗鬆症モデルラットを組織学的に観察した。その結果組織学的にはFK506による実験群の骨吸収は、enchondral ossificationより下方でtrabecula boneの減少が認められ、またTRAP染色に陽性な破骨細胞はenchondral ossificationでコントロール群より明らかに数が増加していた。次に破骨細胞分化因子(ODF)と破骨細胞形成抑制因子(OCIF)遺伝子の発現を見るためRT-PCRのプライマーを設計しラットから脛骨を摘出しホモジナイズした後、抽出したmRNAをcDNAに転写しRT-PCRを行った。さらに雪印乳業から提供されたODF、OCIF遺伝子をクローニングし、ODFとOCIFのRNAプローブを作製し、In situ hyburidydation (ISH)で観察をした。OCIFはRT-PCR、ISHの両方ともにコントロール群と実験群ではほとんど差は認められなかった。しかし、ODFはRT-PCRでは明らかに実験群にてmRNAの発現が増加しており、また組織学的に破骨細胞の増加するenchondral ossificationから下方部に一致してISHでもODFの発現が実験群で強くなっていた。このことからFK506は骨芽細胞に作用して、ODFmRNAの発現を増加させ破骨細胞の分化・成熟を促し、増加が起こったことにより骨粗鬆症が発症したことが今回の実験によって証明できた.平成14年度は、免疫抑制剤FK506からODF、OCIFへのシグナル伝達機能を確認する目的で、上流の影響因子の検討を行った。まず最初に全身的な影響を見るために、コントロール群、実験群の血清を採取し破骨細胞の分化に影響を及ぼすサイトカインをELISA法にて検討した。その結果、IL-1α、IL-1β、IL-6、IL-17を測定したがすべてのサイトカインにおいてコントロールと有意差は認めなかった。次に局所的な影響を観察するためにコントロール群、実験群の脛骨を摘出し、ホモジナイズした後タンパク質を抽出しWesternblot法を行った。検討したサイトカインは、破骨細胞の形成を促進するIL-1α,βやIL-6で、その結果は変化がなかった。以上のことから破骨細胞の分化に関与していると言われているサイトカインと免疫抑制剤による骨吸収とは関係ない可能性が出てきた。

Research Products

• [Publications] Jyoji fukunaga: "Immunosuppressant FK506 Induces Osteoporosos In Vivo : Evaluation of Trabecular Bone by Three-dimensional Micro-computed Tomography"Journal of Hard Tissue Biology. 10(2). 103-107 (2001)
• [Publications] Takaaki ueno: "Prefabricated bone graft induced from grafted peroosteum for the repair of jaw defects : an experimental study in rabbits"Journal cranio-Maxillofacial Surgery. 29(4). 219-223 (2001)
• [Publications] Takaaki ueno: "Evalution of osteo/chondrogenic cellular prolixferation and differeniation in the xenogeneic perosteal graft"Ann Plastic Surgery. 48(4). 1-10 (2002)
• [Publications] 植野高章: "免疫抑制剤FK506投与による下顎頭の組織形態学的変化の観察"日本顎関節学会雑誌. 13(2). 230-233 (2001)
• [Publications] Jyoji fukunaga: "Immunolocalization of two major isoforms of calcineurin in distinct bone cells"Journal of Hard Tissue Biology. 11(1). 20-24 (2002)