骨関節組織におけるグルタミン酸シグナリング機構解明に関する研究

本研究ではGlutamate(Glu)シグナル伝達系を標的とする骨代謝性疾患発症の治療と予防を指向する創薬戦略の展開が目標であるが、その目的達成に向けて、平成16年度は骨組織および軟骨組織におけるGluシグナリングの分子基盤解明を試みた。これまでの我々の研究により骨形成を担う骨芽細胞および軟骨細胞にGluシグナリングに必要な全ての分子が機能的に発現することが明らかとなったが、骨吸収を担う破骨細胞については、従来骨芽細胞の混入のない破骨細胞培養が困難であったため、Gluシグナリング機構については十分解析されていなかった。そこで、まず骨芽細胞混入のない破骨細胞調製を試みたところ、マウス骨髄由来の単球・マクロファージ画分とM-CSFおよびRANKLを用いることにより、骨芽細胞混入のない極めて高純度の破骨細胞の培養に成功した。つづいて、この破骨細胞を用いてGluシグナリング分子の発現およびGluの細胞分化・成熟化あるいは細胞死に対する影響について検討した。その結果、破骨細胞にはGluレセプターはいずれも発現が認められなかったのに対して、特定のGluトランスポーターの発現が確認された。さらに、破骨細胞に高濃度Gluを暴露すると細胞生存率の低下は認められなかったが、破骨細胞の分化・成熟化が有意に抑制されることが明らかとなった。このように、骨形成を担う骨芽細胞だけでなく骨吸収を担う破骨細胞においてもGluが細胞分化・成熟化に決定的な役割を演じる可能性が示唆され、本研究課題の目標である「Gluシグナルを標的とする創薬戦略の展開」に向けてその分子基盤の一端が明らかとなった。

本研究ではGlutamate(Glu)シグナル伝達系を標的とする骨代謝性疾患発症の治療と予防を指向する創薬戦略の展開が目標であるが、その目的達成に向けて、平成16年度は骨組織および軟骨組織におけるGluシグナリングの分子基盤解明を試みた。これまでの我々の研究により骨形成を担う骨芽細胞および軟骨細胞にGluシグナリングに必要な全ての分子が機能的に発現することが明らかとなったが、骨吸収を担う破骨細胞については、従来骨芽細胞の混入のない破骨細胞培養が困難であったため、Gluシグナリング機構については十分解析されていなかった。そこで、まず骨芽細胞混入のない破骨細胞調製を試みたところ、マウス骨髄由来の単球・マクロファージ画分とM-CSFおよびRANKLを用いることにより、骨芽細胞混入のない極めて高純度の破骨細胞の培養に成功した。つづいて、この破骨細胞を用いてGluシグナリング分子の発現およびGluの細胞分化・成熟化あるいは細胞死に対する影響について検討した。その結果、破骨細胞にはGluレセプターはいずれも発現が認められなかったのに対して、特定のGluトランスポーターの発現が確認された。さらに、破骨細胞に高濃度Gluを暴露すると細胞生存率の低下は認められなかったが、破骨細胞の分化・成熟化が有意に抑制されることが明らかとなった。このように、骨形成を担う骨芽細胞だけでなく骨吸収を担う破骨細胞においてもGluが細胞分化・成熟化に決定的な役割を演じる可能性が示唆され、本研究課題の目標である「Gluシグナルを標的とする創薬戦略の展開」に向けてその分子基盤の一端が明らかとなった。