食品因子の新たな骨破壊予防戦略：肥満に伴う破骨細胞分化とアポトーシス制御

近年、肥満に伴い骨密度が低下すること、肥満者の骨髄で増加する飽和脂肪酸が破骨細胞の分化促進、アポトーシス抑制を介して骨吸収を亢進することが報告されている。一方で、その詳細な分子メカニズムや脂肪酸の種類による違い、食品因子が及ぼす影響には不明な点が多い。本研究では、飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸が破骨細胞分化及びアポトーシスを制御するメカニズムについて、培養細胞ならびに動物モデルを用いて検討するとともに、食品因子による新たな骨疾患予防機構を解明することを目的としている。二年目の本年度は、昨年度に引き続き、脂肪酸が破骨細胞に及ぼす影響と詳細な作用機序について、破骨前駆細胞RAW 264.7を用いて検討を行った。破骨細胞分化をパルミチン酸が亢進、オレイン酸、α-リノレン酸、リノール酸が抑制したことから、骨吸収シグナル経路 (p38 MAPK, JNK 1/2, NF-κB) の活性化に対する影響を検討した結果、RANKL刺激群と比較してパルミチン酸添加によりこれらのリン酸化が増加し、α-リノレン酸、リノール酸添加で減少した。パルミチン酸がNFATc1の転写活性を促進した昨年度の結果と併せて、パルミチン酸はTLR4/MAPK/NF-κB/NFATc1経路を介して破骨細胞分化を亢進する可能性が示された。また抗酸化酵素であるHO-1のmRNA発現量を測定した結果、オレイン酸、α-リノレン酸、リノール酸による発現増加が確認され、不飽和脂肪酸による破骨細胞分化抑制に酸化ストレス制御も関与する可能性が考えられた。動物実験では、脂肪酸組成が異なる高脂肪食を8週間摂取したマウスにおいて、昨年度の解析の続きを行った。パルミチン酸高含有食群のみ血中遊離脂肪酸濃度が増加したことから、脂肪組織の慢性炎症を惹起している可能性を考え、遺伝子発現解析を行ったが、各群間で炎症関連遺伝子の発現量に差はみられなかった。

近年、肥満に伴い骨密度が低下すること、肥満者の骨髄で増加する飽和脂肪酸が破骨細胞の分化促進、アポトーシス抑制を介して骨吸収を亢進することが報告されている。一方で、その詳細な分子メカニズムや脂肪酸の種類による違い、食品因子が及ぼす影響には不明な点が多い。本研究では、飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸が破骨細胞分化及びアポトーシスを制御するメカニズムについて、培養細胞ならびに動物モデルを用いて検討するとともに、食品因子による新たな骨疾患予防機構を解明することを目的としている。二年目の本年度は、昨年度に引き続き、脂肪酸が破骨細胞に及ぼす影響と詳細な作用機序について、破骨前駆細胞RAW 264.7を用いて検討を行った。破骨細胞分化をパルミチン酸が亢進、オレイン酸、α-リノレン酸、リノール酸が抑制したことから、骨吸収シグナル経路 (p38 MAPK, JNK 1/2, NF-κB) の活性化に対する影響を検討した結果、RANKL刺激群と比較してパルミチン酸添加によりこれらのリン酸化が増加し、α-リノレン酸、リノール酸添加で減少した。パルミチン酸がNFATc1の転写活性を促進した昨年度の結果と併せて、パルミチン酸はTLR4/MAPK/NF-κB/NFATc1経路を介して破骨細胞分化を亢進する可能性が示された。また抗酸化酵素であるHO-1のmRNA発現量を測定した結果、オレイン酸、α-リノレン酸、リノール酸による発現増加が確認され、不飽和脂肪酸による破骨細胞分化抑制に酸化ストレス制御も関与する可能性が考えられた。動物実験では、脂肪酸組成が異なる高脂肪食を8週間摂取したマウスにおいて、昨年度の解析の続きを行った。パルミチン酸高含有食群のみ血中遊離脂肪酸濃度が増加したことから、脂肪組織の慢性炎症を惹起している可能性を考え、遺伝子発現解析を行ったが、各群間で炎症関連遺伝子の発現量に差はみられなかった。