骨吸収開始時期における骨細胞および骨芽細胞由来の調節因子の解析

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骨改造現象(bone remodeling)の解明は根尖性ならびに辺縁性歯周炎における骨破壊といった保存領域のみならず、歯科領域全般にわたって非常に重要な研究課題である。そこで我々は破骨細胞や骨芽細胞などの骨系細胞の動態ならびに機能あるいは骨吸収と骨形成の調節機構などに関して、蛋白質分解酵素系(カテプシンE)およびライソゾーム膜糖蛋白質(LGP)に対する特異抗体を作成し、免疫組織細胞化学的に解析した。1.活性化破骨細胞における蛋白分解酵素の免疫細胞学的局在:アスパラギン酸プロテアーゼの一つであるカテプシンEのラット破骨細胞における局在を免疫細胞学的に検索した。光顕レベルでは、カテプシンEに対する免疫反応は生理的骨リモデリング過程において、活発に骨を吸収している破骨細胞に強く観察されたが、隣接する骨芽細胞には反応は認められなかった。電顕レベルでは、カテプシンEの局在は波状縁部の細胞質膜と骨吸収面に限局していた。また、波状縁に近接して存在する種々の大きさの貪食空胞内にもカテプシンEが局在していた。この中のいくつかは貪食した物質を含んでおり、二次ライソゾームと考えられた。以上のことより、カテプシンEが骨の有機性基質の細胞外での崩壊だけではなく、破骨細胞内での分解にも関与していることが強く示唆された。2.破骨細胞におけるライソゾーム膜蛋白質の特異的発現と局在:ライソゾーム膜糖蛋白質(LGP85と96)が破骨細胞性骨吸収において、吸収窩の形成とその酸性環境の成立機構にどのように寄与しているかを免疫組織化学的な手法を用いて検討した。光顕および電顕レベルでの結果より、LGPが活発に骨吸収を行っている破骨細胞の波状縁部の細胞膜に限局して検出されたが、反対側のbasolateral membraneには検出されなかった。更に、これらの膜蛋白質は前破骨細胞や骨面から離れた後破骨細胞にはほとんど検出されなかった。以上のことを合わせ考えると、LGPが活発に骨吸収を行っている破骨細胞において大量に合成され、急速に波状縁部へ輸送され、骨吸収窩における酸性環境の形成と維持機構に関与していることが強く推察された。