破骨細胞を調節するシグナル伝達系と骨・歯周疾患における骨破壊機序の解明

阐明调节破骨细胞的信号转导系统以及骨和牙周疾病中的骨破坏机制

• 批准号: 12137209
• 负责人: 高橋 直之
• 金额: $ 27.9万
• 依托单位: Matsumoto Dental University (2001-2004)Showa University (2000)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12137209/
• 关键词: 破骨細胞; 骨髄マクロファージ; PGE_2; ヒトCD14陽性細胞; TAK1; 破骨細胞形成抑制因子; RAW264細胞; リポ多糖; IL-1; MyD88; ムラミルジペプチド; Nod2; 骨粗鬆症治療薬; マクロファージ; ビスフォスフォネート; 骨形成; 骨吸収; RANKL; p38MAPK; 骨芽細胞; 炎症性サイトカイン; p38MAPキナーゼ; BMP; Smad; SaOS-4; 3細胞; カルシウム; PKC; M-CSF

破骨細胞の分化と機能を調節するシグナル伝達系の解析を目指してきた。PGE_2は、骨芽細胞の破骨細胞分化因子(RANKL)を誘導することは広く知られているが,破骨細胞前駆細胞に対しても強力に作用する。今回我々は,マウスとヒト破骨細胞形成におけるPGE_2の作用を解析し、以下の結果を得た。(1)PGE_2は、RANKL駕誘導するマウス骨髄マクロファージとマクロファージ細胞株RAW264細胞の破骨細胞への分化を促進した。PGE_2による促進効果は、cAMP-PKAの活性化により誘導された。(2)TGF-β activated kinase 1(TAK1)が、PKAがリン酸化するモチーフ(RRXS)を有することを見出した。TAK1はPGE_2刺激でリン酸化され、H89はそのリン酸化を抑制した。(3)412番目のSerをA1aに置換したS412A-TAK1を発現させたRAW264細胞では、PGE_2の促進作用が消失した。(4)PGE_2は、RANKLおよびM-CSFが誘導するヒトCD14陽性細胞から破骨細胞への分化を強力に抑制した。H89はPGE_2による抑制作用を解除した。(5)CD14陽性細胞はPGE_2に反応して、強力な破骨細胞形成抑制因子を産生した。この抑制因子は、マウス破骨細胞形成も強力に抑制した。(6)CD14陽性細胞が産生する破骨細胞形成抑制因子は,破骨細胞形成を抑制することが知られている既知のサイトカイン(GM-CSF,IL-4,INF-γ)ではなく、新規のサイトカインである可能性が示された。以上の知見より、マウスとヒトの破骨細胞形成に対して、PGE_2は異なる作用を有することが明らかにされた。また、ヒト破骨細胞前駆細胞はPGE_2に反応して、破骨細胞形成を抑制する新規のサイトカインを産生することが示された。

The analysis of osteoclast differentiation and function regulation PGE_2 plays an important role in the induction of osteoclast differentiation factor (RANKL) in osteoblasts and osteoclast precursor cells. The role of PGE_2 in osteoclast formation was analyzed and the following results were obtained. (1)PGE_2 and RANKL can induce osteoclast differentiation in RAW264 cells. PGE_2 promotes the activation of cAMP-PKA. (2)TGF-β activated kinase 1(TAK1), PKA, and RRXS are both present. TAK-1 inhibited the acidification of PGE_2-stimulated cells, while H89 inhibited the acidification of cells. (3) Ser A1a substitution of S412A-TAK 1 was found in RAW264 cells, and the promoting effect of PGE2 disappeared. (4) PGE2 strongly inhibited osteoclast differentiation induced by RANKL and M-CSF in CD14 positive cells. H89 was released from PGE2 inhibition. (5) CD14 positive cells responded to PGE2 and produced potent osteoclast formation inhibitor. These inhibitors strongly inhibit osteoclast formation. (6) CD14-positive cells produce osteoclast formation inhibitory factors, and osteoclast formation is inhibited. The above findings indicate that PGE2 plays an important role in osteoclast formation. PGE_2-induced osteoclastogenesis is a new type of osteoclastogenesis.

项目成果

Suda K.et al.: "Suppression of osteoprotegerin expression by prostaglandin E_2 is crucially involved in LPS-induced osteoclast formation."Journal of Immunology. 172・4. 2504-2510 (2004)

Suda K.等人：“前列腺素E_2对骨保护素表达的抑制对于LPS诱导的破骨细胞形成至关重要。”免疫学杂志172·4（2004）。

Nakagawa H et al.: "Novel anti-resorptive reagents, destruxins reversibly block poralization of osteoclasts"Bone. (in press). (2003)

Nakakawa H 等人：“新型抗吸收试剂，destruxins 可逆地阻止破骨细胞的多孔化”Bone。

Udagawa N et al.: "The molecular mechanism of osteoclastogenesis in rheumatoid arthritis"Arthritis Res. 4. 281-289 (2002)

宇田川 N 等：“类风湿性关节炎破骨细胞生成的分子机制”Arthritis Res。

Takami M et al.: "Intracellular calcium and protein kinase C mediate expression of receptor activator of NF-κB ligand (RANKL) and osteoprotegerin in osteoblasts."Endocrinology. 141. 4711-4719 (2000)

Takami M 等人：“细胞内钙和蛋白激酶 C 介导成骨细胞中 NF-κB 配体 (RANKL) 和骨保护素受体激活剂的表达。”141. 4711-4719 (2000)。

Dolomite supplementation improves bone metabolism through modulation of calcium-regulating hormone secretion in ovariectomized rats.

白云石补充剂通过调节卵巢切除大鼠的钙调节激素分泌来改善骨代谢。

• 发表时间: 2005
• 期刊: J Bone Miner Metab (in press)
• 作者: Mizoguchi T et al.