2011 Fiscal Year Annual Research Report
破骨細胞の分化機能におけるコレステロール要求性とcaveolin-1の役割を探る
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21592341
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| Research Institution | Meikai University |
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Principal Investigator |
羽毛田 慈之 明海大学, 歯学部, 教授 (90164772)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐藤 卓也 明海大学, 歯学部, 講師 (00316689)
金田 利夫 星薬科大学, 薬学部, 講師 (70339521)
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| Keywords | 破骨細胞形成 / caveolin-1 / LDL受容体 / scavenger receptor / ノックアウトマウス / 細胞融合タンパク質 |
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| Research Abstract |
【目的】脂質異常症と骨粗鬆症との関連性が報告されているが、その分子機構には不明な点が多い。本年度の研究は、cholesterolが破骨細胞の分化に及ぼす影響を、LDLreceptor欠損(KO)マウスを用いて検討した。【結果】in vitroにおいて、RANKLで誘導されるマウス骨髄細胞からの破骨細胞形成は、LDLを除去した血清中で、正常血清中と比べ有意に抑制された。この抑制は、培地にLDLもしくは酸化LDL(ox-LDL)を添加することにより相加的に回復した。LDLの受容体であるLDLRは、破骨細胞の分化過程で恒常的かつRANKL非依存的に発現した。しかし、ox-LDLの受容体であるscavenger receptor class A(SR-A)は破骨細胞の分化につれて発現が減少した。LDLR-KOマウス骨髄細胞由来の破骨細胞形成は、野生型と比較して形成が遅延し、形成される破骨細胞は小型であった。RANKLによるErkとAktの活性化、また、c-fos,NFATc1,TRAPとcathepsin Kの発現は、野生型とKOマウスの細胞間で差がなかった。一方、細胞融合した単核の前破骨細胞の数を表すfusion indexは、KO群で野生型群の約20%であり、前者における細胞融合障害が示された。しかし、細胞融合タンパク質であるAtp6v0d2とDC-STAMPのmRNA発現は、両マウス間で差がなかった。一方、細胞膜とcholesterol-richなlipid raft中のAtp6v0d2とDC-STAMPのタンパク質量は、KOの破骨細胞で有意に減少した。さらに、骨形態計測から、KOマウスの大腿骨は野生型に比べ、骨量と骨梁数が有意に増加した。一方、caveolin-1(Cav-1)-KOマウスに関しては、破骨細胞形成に変化は見られなかったが、Cav-1 KO破骨細胞前駆細胞をCav-2 siRNAで処理することによって,破骨細胞形成は抑制された。また,SR-A KOマウスの破骨細胞形成には変化がなかった。【考察】破骨細胞分化は細胞外cholesterolに強く依存することが明らかとなった。その機構として、細胞内cholesterol減少によるAtp6v0d2の細胞膜へのtraffickingが障害され、破骨細胞の細胞融合が減少することが示唆された。
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