初代培養骨芽細胞における副甲状腺ホルモンのコラゲナーゼ遺伝子発現機序

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副甲状腺ホルモン(PTH)は、骨芽細胞に作用して、コラーゲン分解酵素や破骨細胞活性化因子であるODF(osteoclast differentiation factor)の発現を誘導することで、骨吸収を促進させるカルシウム代謝調節ホルモンである。本研究では、transformした骨芽細胞株(UMR106など)に比べ、よりin vivoの条件に近い初代培養骨芽細胞を用いて、PTHの骨吸収作用機構の解明を試みた。まず、初代培養骨芽細胞を得るために、摘出した新生児ラットの頭蓋冠にcollagenase-trypsinを段階的に作用させるたところ、3〜5回作用させた分画で生理的に活性なPTH受容体のレベルが高かったので、この分画を以降の実験に用いることにした。ラットのMMP-1、MMP-13、ODFおよびOPG(osteoprotegerin)のcDNAプローブを作製し、以下の解析に用いた。初代培養骨芽細胞系にPTHを作用させた場合の、コラゲナーゼの発現をノーザンブロット法で解析したところ、MMP-1,-13いずれにおいてもその発現の上昇が見られた。また、PTHによるODFのmRNA発現は、処理後1時間で発現が上昇し、その後24時間までそのレベルは維持された。OCIF/OPGは、PTH処理により3時間後に発現がピークとなったが、その後漸減した。PTHによるMMP-1、ODFの上昇作用はいずれも細胞内cAMPレベルを上昇させるフォルスコリンで代用され、ODFに関してはH89で阻止されたことからプロテインキナーゼA(PKA)経路の関与が示唆された。しかし、MMP-1の上昇はH89では阻止されず、PKA経路とは別の経路が関与することが予想された。