骨と歯の石灰化における基質小胞の役割

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基質小胞(Matrix vesicles:MV)は軟骨や歯の初期石灰化に関与するとされる小胞様細胞小器官で、特にその小胞膜には高いAlkaline phosphatase(ALP)活性が検出される。最近ラットの肋軟骨骨端部の成長層にはALPおよびLactate dehydrogenase(LDH)の両活性を含む基質小胞が存在するのに対し、静止層にはALPを含まずLDHのみを含む基質小胞様の小胞が存在することを明らかにした。またウシ歯胚象牙前質にもMVとは密度の異なるLDHを含む基質小胞様小胞が存在することを明らかにした。今年度は次のことを明らかにした。(1)ニワトリ骨端軟骨成長層を用いコラゲナーゼ処理後、分画遠心法によりMV画分を調製し、さらにMV画分をグリセロール密度勾配遠心分画を行い、密度の大きい小胞(A)と密度の小さい小胞(B)を分離した。両小胞ともLDH、ALPを含んでいたが、その活性比(LDH/ALP)は小胞Aは0.14、小胞Bは0.016と明らかに異なっていた。両小胞は電顕的に異なっていることを明らかにした。(2)基質小胞性石灰化を行わないといわれているエナメル芽細胞層にもALPを含まずLDHのみを含む小胞があることを明らかにした。(3)これまで基質小胞に関する生化学的な研究はすべて軟骨性骨化部位に関する研究であったが、我々は膜性化骨部位であるマウスおよびウシ胎仔の頭蓋骨の基質小胞画分に基質小胞とは異なり、ALPを含まずLDHを含む基質小胞様小胞が存在することを明らかにした。このLDHは細胞の形質膜や細胞内オルガネラに由来したものではなく、また人工的な産物でなく、in vivoで形成されたものであることを明らかにした。このことにより、LDHを含む基質小胞様小胞が膜性化骨部位に普遍的に存在することが示唆された。