大理石骨病モデルマウスを用いた破骨細胞の骨吸収機構の解析

石骨病模型小鼠破骨细胞骨吸收机制分析

• 批准号: 05771525
• 负责人: 宇田川 信之
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Showa 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: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05771525/
• 关键词: 骨吸収不全 骨芽細胞; 破骨細胞 マクロファージ; 大理石骨病 カルシトニンレセプター; ビトロネクチンレセプター; プロトンポンプ

Osteosclerotic (oc/oc)マウスは、骨吸収の不全によって惹起される大理石骨病のモデルマウスである。我々はこれまでに、oc/ocマウスの骨吸収不全の原因を検索するため、oc/ocマウスから骨芽細胞と脾細胞を調整し、破骨細胞形成のための共存培養を行った(BBRC 184:67,1992)。その結果、正常骨芽細胞との共存培養において、oc/ocマウス由来の脾細胞はカルシトニンレセプター、ビトロネクチンレセプター、carbonic anhydrase II (CAII)、c-src癌遺伝子産物(p60^<C-SRC>)、podosome形成能等の破骨細胞の特異形質を具備する多核細胞に分化するにも拘わらず、骨吸収活性は完全に欠如していた。この結果は、oc/ocマウスの骨吸収不全の原因は骨芽細胞によって構築される微細環境にあるのではなく、破骨細胞前駆細胞自身の異常に起因することを意味している。そこで、今回oc/ocマウスの脾細胞由来の多核細胞の各種性質及び腎の近位尿細管上皮細胞の異常について詳細に検討した。その結果以下の所見が得られた。(1)oc/ocマウス脾細胞由来の多核細胞内でのH^+の産生は、正常破骨細胞と同様に認められた。(2)H^+-ATPaseは、oc/ocおよび正常マウス脾細胞由来の破骨細胞において共に高い活性が認められた。これらの活性は液胞型H^+-ATPaseの特異的阻害剤であるBafilomycin A_1およびConcanamycn Bの処理によって完全に阻害された。(3)液胞型H^+-ATPaseの発現は、骨吸収を行っている正常破骨細胞においては、波状縁の形質膜上と空胞に強く認められたが、波状縁の形成が認められないoc/ocマウスの破骨細胞においては、細胞内の空胞の限界膜に沿った細胞質部分および粗面小胞体に局在していた。(4)oc/ocマウスのマクロファージのはん貪食能には異常は認められなかった。(5)oc/ocマウスの腎臓の近位尿細管上皮細胞から調整したmicrosome画分には、液胞型H^+-ATPaseの活性が認められたが、これらの細胞では血管側の基底陥入が消失しており、細胞内に多数のリソゾーム形成が認められた。以上の結果より、oc/ocマウスの破骨細胞は、細胞内においてH^+-ATPaseのような膜蛋白質の合成は完了していると考えられる。すなわち、oc/ocマウスでは波状縁前駆体は形成されているにも拘わらず、それらが骨表面へ輸送されないために波状縁を形成できず、骨吸収不全を呈するものと考えられる。

骨硬化（OC/OC）小鼠是骨吸收不足引起的骨硬化疾病的模型小鼠。我们以前已经调节了OC/OC小鼠的成骨细胞和脾细胞，并进行了培养骨细胞形成的共培养，以寻找OC/OC小鼠中骨骼不良吸收的原因（BBRC 184：67,1992）。 As a result, in co-culture with normal osteoblasts, splenocytes derived from oc/oc mice differentiated into multinuclear cells with specific osteoclast traits such as calcitonin receptor, vitronectin receptor, carbonic anhydrase II (CAII), c-src oncogene product (p60^<C-SRC>), and podosome-forming ability, bone resorption活动完全缺乏。该结果表明OC/OC小鼠的骨骼不良吸收不是由成骨细胞构成的微环境引起的，而是由破骨细胞前体细胞本身的异常引起的。因此，在这项研究中，我们详细研究了源自OC/OC小鼠脾细胞的多核细胞的各种特性以及肾脏近端肾小管上皮细胞中异常。获得了以下发现。 （1）观察到与正常破骨细胞相似的多核细胞中的H^+产生。 （2）发现H^+ - ATPase在OC/OC和从正常小鼠脾细胞衍生的破骨细胞中具有较高的活性。这些活性通过治疗Bafilomycin A_1和conanamycn B（液泡H^+ATPase的特异性抑制剂）完全抑制。 （3）在波浪边缘的质膜上强烈观察到液泡型H^+ - ATPase的表达，在正常的破骨细胞中，经历骨吸收的正常破骨细胞中的液泡表达，在OC/OC小鼠的破骨中，在波动边缘的形成中，波浪形的形成并未在频道中与孔子相处，而孔位于孔中，并在频道中进行了频率，并且在频率上是频率的。在粗糙的内质网中。 （4）在OC/OC小鼠的巨噬细胞吞噬能力中未观察到异常。 （5）在OC/OC小鼠的肾脏近端肾小管上皮细胞调节的微体积分数中观察到了液泡H^+ATPase的活性，但是在这些细胞中，血管侧的基础内陷损失了，并且在细胞中观察到许多溶酶体形成。基于上述结果，认为在OC/OC小鼠的破骨细胞中，膜蛋白（例如H^+ATPase）的合成已在细胞内完成。也就是说，尽管波浪边缘前体是在OC/OC小鼠中形成的，但它们不会被转运到骨表面，因此它们不能形成波浪边缘，并且被认为表现出骨吸收不良。

项目成果

Takahashi,N.et al.: "Postmitotic osteoclast precursors are mononuclear cells which express macrophage-associated phenotypes." Develpmental Biol.(in press).

Takahashi,N.et al.：“有丝分裂后破骨细胞前体是表达巨噬细胞相关表型的单核细胞。”

Tamura,T.et al.: "New resorption assay with mouse osteoclast-like multinucleated cells formed in vitro." J.Bone Miner.Res.8. 953-960 (1993)

Tamura,T.等人：“利用体外形成的小鼠破骨细胞样多核细胞进行新的吸收测定。”

Tamura,T.et al.: "Soluble Inter Ieukin-6 receptor triggers osteoclast formation by interleukin-6." Proc.Natl.Acad.USA. 90. 11924-11928 (1993)

Tamura,T.et al.：“可溶性白细胞介素 6 受体通过白细胞介素 6 触发破骨细胞形成。”

Sasaki,T.et al.: "Expression of vacuolar H^+-ATPase in osteoclasts during cytodifferentiation and its role in resorption." Cell&Tissue Res.(in press).

Sasaki,T.et al.：“细胞分化过程中破骨细胞中液泡 H+-ATP 酶的表达及其在吸收中的作用。”

Tanaka,S.et al.: "Macrophage colony-stimulating factor is indispensable for both proliferation and differentiation of osteoclast progenitors." J.Clin.Invest.91. 257-263 (1993)

Tanaka,S.et al.：“巨噬细胞集落刺激因子对于破骨细胞祖细胞的增殖和分化是不可或缺的。”