破骨細胞由来の接着タンパクbeta ig-h3による骨吸収・骨形成調節機構を探る

2004 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15591946
• Research Institution: Meikai University
• Principal Investigator: 羽毛田 慈之 明海大学, 歯学部, 教授 (90164772)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐藤 卓也 明海大学, 歯学部, 講師 (00316689) ; 増原 正明 明海大学, 歯学部, 助手 (70372901) ; 金田 利夫 星薬科大学, 薬学部, 助手 (70339521)
• Keywords: 破骨細胞分化 / beta ig-h3 / 破骨細胞前駆細胞 / RANKL / TGF-β / RGD配列 / インテグリン / オステオポンチン

Research Abstract

【背景】破骨細胞の分化はRANKLがトリガーとなって進行する。しかし、RANKLによってどのような分子機構から破骨細胞分化がコミットされるかは未解決である。我々は、RANKLで誘導される破骨細胞分化のマスター遺伝子を探索する中からbeta ig-h3(Big-h3)を同定した。本研究は、Big-h3の破骨細胞分化における役割について検討した。
【方法】M-CSF依存monocyte/macrophageからの破骨細胞形成系を用いた。RANKL依存遺伝子はfluorescent differential displayから探索した。
【結果・考察】(1)破骨細胞前駆細胞において、RANKL刺激から短時間でBig-h3の発現が誘導された。この発現誘導はTGF-βでもなされ、RANKL+TGF-βで相乗的に増幅された。(2)Big-h3発現はTRAPなどの破骨細胞分化関連分子が発現される前の分化前期に増加した。(3)Big-h3発現は骨芽細胞では認められず破骨細胞に特異的であった。一方、同じくRGD配列を有するオステオポンチンの発現は骨芽細胞同様、破骨細胞にも発現するがRANKL非依存的であった。(4)Big-h3遺伝子をクローニングし、HEK293細胞で強発現し、Big-h3が分泌性のタンパク質であることを確認した。(5)Big-h3はRGD配列を介してインテグリンと結合し細胞機能を制御する。破骨細胞分化と連動して発現するインテグリンはαVβ3であり、抗β3抗体は破骨細胞形成を大きく抑制した。本培養系は破骨細胞前駆細胞しか存在せず、RGD配列含有分子は破骨細胞前駆細胞由来であることから、前駆細胞由来のBig-h3の破骨細胞分化への役割が示唆された。