骨芽細胞の分化調節機構の細胞生物学的・分子生物学的解析

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本研究で,我々は骨芽細胞の分化過程におけるBMPとSonic hedgheog(Shh)とIndian hedgehog(Ihh)の相互作用を解析することと骨芽細胞の分化におけるCbfa1の役割を解析することの2点を目的として研究を行い、以下の結果を得た。1)骨芽細胞の分化過程におけるHedgehogsの役割について(1)ShhまたはIhhを含む培養上清で誘導された両細胞のALPはsoluble BMP receptor IA(sBMPRIA)の添加により用量依存的に抑制された。(1)Recombinannt Shh(rShh)をC3H10T1/2またはMC3T3-E1細胞に添加すると100ng/ml以上の濃度で両細胞のALP活性を促進した。(3)rShhとBMP-2を同時に添加するとC3H10T1/2およびMC3T3-E1細胞のALP活性とオステオカルシンmRNAの発現は相乗的に促進された。以上の結果より,ShhまたはIhhはBMPと相互に作用し,骨芽細胞の分化を促進していると考えられた。2)骨芽細胞の分化におけるCbfa1の役割について今回、3種類のCbfa1アイソフォームをC3H10T1/2細胞に過剰発現させて骨芽細胞への分化能を検討した。(1)いずれのアイソフォームをも10T1/2細胞のオステオカルシンmRNAの発現を誘導した。(2)各アイソフォームはオステオカルシン遺伝子の転写活性を促進した。(3)各アイソフォームを過剰発現させたC3H10T1/2細胞をdiffusion chamber内に入れ,ヌードマウスの腹腔内に4週間移植し,chanber内でも骨形成を検討したが,chamber内で明らかな骨は形成されなかった。以上の結果より、3種類のCbfa1アイソフォームは骨芽細胞の分化に関与しているが、その機能は各アイソフォーム間で異なると考えられた。