イノシトールシグナリングと軟骨細胞分化

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イノシトールポリリン酸ホスファターゼ(MIPP : Multiple Inositol Polyphosphate Phosphatase)をコードする遺伝子が、ニワトリの骨端成長軟骨において増殖軟骨細胞層/肥大軟骨細胞層の境界に特異的に発現している遺伝子であるHiPER1遺伝子と類似していることが明らかとなった。本研究では、細胞でのイノシトールリン酸代謝機構に関わるMIPP分子を中心に、イノシトールリン酸代謝を介する細胞内情報伝達機構が、軟骨細胞分化に果たす機能を明らかにすることを目的とした。目的達成のために、軟骨細胞分化のモデルとして多く活用されているATDC5細胞を用いて解析を行った。ATDC5細胞を、インスリン存在下で培養後、各段階で全RNAを調製し、ノーザンブロッテイング法にて種々の軟骨細胞分化マーカー遺伝子とMIPP遺伝子との発現を比較検討した。さらに、各段階のMIPP酵素活性を試験管内実験で測定した。その結果、ATDC5細胞の、骨端成長軟骨における増殖細胞層/肥大細胞層に相当すると考えられる培養の段階で、MIPPの遺伝子発現、酵素活性ともに上昇していることが明らかとなった。また[^3H]イノシトールで標識した細胞を用いて培養日数を追いながら細胞内の[^3H]InsP_5や[^3H]InsP_6量を測定したところ、生細胞内においても同じくMIPPの発現状態の増減を反映しているものであった。ウサギの肋軟骨成長軟骨の初期継代培養細胞を用いた実験でも、MIPPの遺伝子発現、酵素活性について同様の結果が得られた。以上の結果は、軟骨細胞の分化過程において、MIPPを中心としたイノシトールリン酸代謝の重要性を示唆するものである。