軟骨細胞のアルカリフォスファターゼ遺伝子の発現制御機構の解明

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肥大軟骨細胞はアルカリフォスファターゼ(ALP)を発現する。ALPは3つのアイソザイムが存在して、各種臓器に幅広く存在するために、従来の研究は蛋白化学的な解析が主体であった。そこで本研究では、成長板軟骨細胞のALP遺伝子の発現制御機構を解明するために、ウサギ肋軟骨成長板軟骨細胞の初代無血清培養系を用いて以下の実験を行った。1)4種類の因子を添加した無血清培養系では軟骨細胞は活発に増殖するものの、ALP活性は出現しなかった。この培養系にさらに甲状腺ホルモンを添加すると軟骨細胞は非添加群の50-100倍ものALP活性を発現した。2)無血清培養系に甲状腺ホルモンを添加すると肥大軟骨細胞の指標であるX型コラーゲンが出現し、形態学的にも肥大化した。3)4種類の因子を添加した無血清培養した軟骨細胞はALPase mRNAを発現しなかった。培養系にさらに甲状腺ホルモン和添加すると24時間後にALPase mRNAが出現した。4)グルココルチコイド、1.25(OH)_2VitaminD_3は甲状腺ホルモンのALp活性促進作用を抑制した。これに対してレチノイン酸は甲状腺ホルモンの作用を増強した。4)蛋白質合成阻害剤はALP遺伝子の発現を抑制した。上記の結果は軟骨細胞のALP遺伝子の発現は甲状腺ホルモンによって制御されていること、および、グルココルチコイド、1.25(OH)_2VitaminD_3およびレチノイン酸は甲状腺ホルモンの働きを調節することを示唆している。さらに、甲状腺ホルモンによるALPase遺伝子発現調節には蛋白質合成が仲介していると考えられる。今後、甲状腺ホルモンの肥大化促進作用の分子機構を追求する。