破骨細胞を調節するシグナル伝達系と骨・歯周疾患における骨破壊機序の解明

阐明调节破骨细胞的信号转导系统以及骨和牙周疾病中的骨破坏机制

• 批准号: 12137209
• 负责人: 高橋 直之
• 金额: $ 27.9万
• 依托单位: Matsumoto Dental University (2001-2004)Showa University (2000)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12137209/
• 关键词: 破骨細胞; 骨髄マクロファージ; PGE_2; ヒトCD14陽性細胞; TAK1; 破骨細胞形成抑制因子; RAW264細胞; リポ多糖; IL-1; MyD88; ムラミルジペプチド; Nod2; 骨粗鬆症治療薬; マクロファージ; ビスフォスフォネート; 骨形成; 骨吸収; RANKL; p38MAPK; 骨芽細胞; 炎症性サイトカイン; p38MAPキナーゼ; BMP; Smad; SaOS-4; 3細胞; カルシウム; PKC; M-CSF

破骨細胞の分化と機能を調節するシグナル伝達系の解析を目指してきた。PGE_2は、骨芽細胞の破骨細胞分化因子(RANKL)を誘導することは広く知られているが,破骨細胞前駆細胞に対しても強力に作用する。今回我々は,マウスとヒト破骨細胞形成におけるPGE_2の作用を解析し、以下の結果を得た。(1)PGE_2は、RANKL駕誘導するマウス骨髄マクロファージとマクロファージ細胞株RAW264細胞の破骨細胞への分化を促進した。PGE_2による促進効果は、cAMP-PKAの活性化により誘導された。(2)TGF-β activated kinase 1(TAK1)が、PKAがリン酸化するモチーフ(RRXS)を有することを見出した。TAK1はPGE_2刺激でリン酸化され、H89はそのリン酸化を抑制した。(3)412番目のSerをA1aに置換したS412A-TAK1を発現させたRAW264細胞では、PGE_2の促進作用が消失した。(4)PGE_2は、RANKLおよびM-CSFが誘導するヒトCD14陽性細胞から破骨細胞への分化を強力に抑制した。H89はPGE_2による抑制作用を解除した。(5)CD14陽性細胞はPGE_2に反応して、強力な破骨細胞形成抑制因子を産生した。この抑制因子は、マウス破骨細胞形成も強力に抑制した。(6)CD14陽性細胞が産生する破骨細胞形成抑制因子は,破骨細胞形成を抑制することが知られている既知のサイトカイン(GM-CSF,IL-4,INF-γ)ではなく、新規のサイトカインである可能性が示された。以上の知見より、マウスとヒトの破骨細胞形成に対して、PGE_2は異なる作用を有することが明らかにされた。また、ヒト破骨細胞前駆細胞はPGE_2に反応して、破骨細胞形成を抑制する新規のサイトカインを産生することが示された。

我们的目的是分析调节破骨细胞分化和功能的信号转导系统。众所周知，PGE_2 可在成骨细胞中诱导破骨细胞分化因子 (RANKL)，但它对破骨细胞前体细胞也有强烈作用。在这里，我们分析了PGE_2对小鼠和人破骨细胞形成的影响，并获得了以下结果。 (1)PGE_2促进RANKL诱导的小鼠骨髓巨噬细胞和巨噬细胞系RAW264细胞向破骨细胞的分化。 PGE_2的促进作用是由cAMP-PKA的激活诱导的。 (2)我们发现TGF-β激活激酶1(TAK1)有一个磷酸化PKA的基序(RRXS)。 PGE_2刺激使TAK1磷酸化，而H89抑制磷酸化。 (3)在表达S412A-TAK1的RAW264细胞中，其中412位Ser被A1a取代，PGE_2的促进作用消失。 (4)PGE_2强烈抑制RANKL和M-CSF诱导的人CD14阳性细胞向破骨细胞的分化。 H89释放了PGE_2的抑制作用。 (5)CD14阳性细胞响应PGE_2产生强破骨细胞生成抑制因子。该抑制剂还强烈抑制小鼠破骨细胞的形成。 (6)CD14阳性细胞产生的破骨细胞形成抑制因子不是已知的抑制破骨细胞形成的细胞因子(GM-CSF、IL-4、INF-γ)，而是一种新的细胞因子。可能是细胞因子。上述研究结果表明，PGE_2对小鼠和人类破骨细胞形成具有不同的影响。此外，人破骨细胞前体细胞被证明能够产生一种新型细胞因子，该细胞因子可抑制破骨细胞响应 PGE_2 的形成。

项目成果

Li X.et al.: "p38 MAPK is crucially involved in osteoclast differentiation but not in cytokine production, phagocytosis or dendritic cell differentiation of bone marrow macrophages."Endocrinology. 144・11. 4999-5005 (2003)

Li X. 等人：“p38 MAPK 与破骨细胞分化密切相关，但与骨髓巨噬细胞的细胞因子产生、吞噬作用或树突状细胞分化无关。” 144・11 (2003)。

Kotake S et al.: "Activated human T cells directly induce osteoclastogenesis from human monocytes : possible role of T cells in bone destruction in rheumatoid arthritis patients."Arthritis Rheum. (in press). (2001)

Kotake S 等人：“活化的人类 T 细胞直接诱导人类单核细胞形成破骨细胞：T 细胞在类风湿性关节炎患者骨质破坏中的可能作用。”关节炎大黄。

Suda K.et al.: "Suppression of osteoprotegerin expression by prostaglandin E_2 is crucially involved in LPS-induced osteoclast formation."Journal of Immunology. 172・4. 2504-2510 (2004)

Suda K.等人：“前列腺素E_2对骨保护素表达的抑制对于LPS诱导的破骨细胞形成至关重要。”免疫学杂志172·4（2004）。

Udagawa N et al.: "The molecular mechanism of osteoclastogenesis in rheumatoid arthritis"Arthritis Res. 4. 281-289 (2002)

宇田川 N 等：“类风湿性关节炎破骨细胞生成的分子机制”Arthritis Res。

Nakagawa H et al.: "Novel anti-resorptive reagents, destruxins reversibly block poralization of osteoclasts"Bone. (in press). (2003)

Nakakawa H 等人：“新型抗吸收试剂，destruxins 可逆地阻止破骨细胞的多孔化”Bone。