初代培養骨芽細胞における副甲状腺ホルモンのコラゲナーゼ遺伝子発現機序

原代培养成骨细胞中甲状旁腺激素胶原酶基因表达机制

• 批准号: 11771165
• 负责人: 松沼 礼子
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Ohu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-11771165/
• 关键词: 副甲状腺ホルモン(PTH); 初代培養骨芽細胞; MMP-1; ODF; OCIF; OPG

副甲状腺ホルモン(PTH)は、骨芽細胞に作用して、コラーゲン分解酵素や破骨細胞活性化因子であるODF(osteoclast differentiation factor)の発現を誘導することで、骨吸収を促進させるカルシウム代謝調節ホルモンである。本研究では、transformした骨芽細胞株(UMR106など)に比べ、よりin vivoの条件に近い初代培養骨芽細胞を用いて、PTHの骨吸収作用機構の解明を試みた。まず、初代培養骨芽細胞を得るために、摘出した新生児ラットの頭蓋冠にcollagenase-trypsinを段階的に作用させるたところ、3〜5回作用させた分画で生理的に活性なPTH受容体のレベルが高かったので、この分画を以降の実験に用いることにした。ラットのMMP-1、MMP-13、ODFおよびOPG(osteoprotegerin)のcDNAプローブを作製し、以下の解析に用いた。初代培養骨芽細胞系にPTHを作用させた場合の、コラゲナーゼの発現をノーザンブロット法で解析したところ、MMP-1,-13いずれにおいてもその発現の上昇が見られた。また、PTHによるODFのmRNA発現は、処理後1時間で発現が上昇し、その後24時間までそのレベルは維持された。OCIF/OPGは、PTH処理により3時間後に発現がピークとなったが、その後漸減した。PTHによるMMP-1、ODFの上昇作用はいずれも細胞内cAMPレベルを上昇させるフォルスコリンで代用され、ODFに関してはH89で阻止されたことからプロテインキナーゼA(PKA)経路の関与が示唆された。しかし、MMP-1の上昇はH89では阻止されず、PKA経路とは別の経路が関与することが予想された。

甲状旁腺激素（PTH）是一种作用于成骨细胞细胞的钙代谢调节激素，并诱导破骨细胞分化因子（ODF）的表达（ODF），一种骨细胞活化剂，以促进骨吸收骨。在这项研究中，我们试图使用与转化的成骨细胞系（例如UMR106）更接近体内条件的原代培养成骨细胞来阐明PTH的骨吸收机制。首先，为了获得原发性培养的成骨细胞，将胶原酶 - trypsin逐步应用于切除的新生大鼠的钙含量，并且在应用3-5次的馏分中，生理活性PTH受体的水平很高，因此该馏分在随后的实验中被确定使用。制备了大鼠MMP-1，MMP-13，ODF和OPG（骨蛋白酶）的cDNA探针，并用于以下分析。当将PTH应用于原代培养的成骨细胞系时，通过Northern印迹分析了胶原酶的表达，并且在MMP-1和13中的表达增加。此外，通过PTH，ODF的mRNA表达在治疗后1小时增加了表达，并在其水平上保持至24小时。 PTH处理后3小时后，OCIF/OPG表达峰值，但后来减少。 PTH的MMP-1和ODF的升高作用均被替换为福斯科蛋白，该福克蛋白会增加细胞内cAMP的水平，而ODF被H89阻断，这表明蛋白激酶A（PKA）途径的参与。但是，在H89中并没有阻止MMP-1的升高，并且预计将涉及与PKA途径的不同途径。

项目成果

Nagako Akeno: "Regulation of vitamin D-1α-hydroxylase and -24-hydroxylase expression by dexamethasone in mouse kidney."Journal of Endocrinology. 164. 339-348 (2000)

Nagako Akeno：“地塞米松对小鼠肾脏中维生素 D-1α-羟化酶和 -24-羟化酶表达的调节。”内分泌学杂志 164. 339-348 (2000)

Toyonobu Maeda: "Simvastatin promotes osteoblast differentiation and mineralization in MC3T3-E1 cells."Biochemical and Biophysical Research Communications. 280. 874-877 (2001)

Toyonobu Maeda：“辛伐他汀促进 MC3T3-E1 细胞中的成骨细胞分化和矿化。”生物化学和生物物理研究通讯。