力学的負荷による骨形成促進におけるFos family遺伝子の役割

Fos家族基因在机械负荷促进骨形成中的作用

• 批准号: 01J01918
• 负责人: 木戸 慎介
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: The University of Tokushima
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-01J01918/
• 关键词: 微小重力環境; 力学的負荷; 骨芽細胞; インターロイキン11; AP-1; 骨量減少; 骨粗鬆症; 骨形成促進

(研究結果の概要)1.力学的負荷によるδfosB及びIL-11の発現誘導機構の解析(1)力学的負荷によるδfosB及びIL-11の誘導はBAPTA並びにERK阻害薬(UO126)存在下ではほぼ完全に抑制された。従ってfluid shear stress (FSS)による両者の誘導はCa及びERKに依存することが示された。また各々のプロモーター領域を用いたluciferase assayによる解析から、δfosB/IL-11の誘導は転写段階であること、さらにδfosBはAP-1配列を介してIL-11遺伝子の転写活性を促進することを明らかにした。2.力学的負荷並びにIL-11の生物学的作用(In vitro)(1)新生児マウス頭蓋骨由来の初代培養系骨芽細胞(POB)において、troglitazoneは脂肪細胞分化を誘導したが、この作用は間欠的なFSS刺激(10分/時間)を断続的に与えることでほぼ半分に抑制された。またこの作用はIL-11中和抗体により解除された。(2)同様の細胞系でFSSあるいはIL-11はdexamethasone (Dex)によるアポトーシスを抑制すること、さらにFSSの有する抗アポトーシス作用はIL-11作用を介することを見いだした。(3)IL-11はBcl-2の発現をmRNA、タンパクレベルで誘導することを見いだした。3.In vivoでの解析IL-11 transgenicマウスに対する尾部懸垂の効果を見たところ、重力免荷による骨量減少がIL-11の過剰発現により抑制される傾向が見られた。またDex投与による骨量減少に対しても同様であった。(総括)力学的負荷は骨芽細胞系においてAP-1(δfosB)/IL-11経路の活性化を介して生理的な骨形成並びに骨量を椎持していることが示唆された。本経路の解明は不動、あるいはステロイド過剰により惹起される骨量減少(骨粗鬆症)の病態解明並びにその有効な治療薬の解明につながるものと期待される。

（研究结果摘要）1。分析通过机械负荷诱导ΔFOSB和IL-11的表达的机制（1）在存在BAPTA和ERK抑制剂（UOO126）的情况下，机械载荷诱导ΔFOSB和IL-11。因此，表明通过流体剪应力（FSS）诱导这两者都取决于CA和ERK。此外，使用荧光素酶测定使用每个启动子区域的分析表明，ΔFOSB/IL-11诱导在转录阶段，并且ΔFOSB通过AP-1序列促进IL-11基因的转录活性。 2。IL-11（体外）（1）在新生小鼠头骨的原代成骨细胞（POB）中的机械负荷和生物学作用，troglitazone诱导的脂肪细胞分化，但是这种作用被近一半的FSS刺激抑制了几乎一半（10分钟/小时）。 IL-11中和抗体也消除了这种作用。 （2）在类似的细胞系中，FSS或IL-11抑制了地塞米松（DEX）引起的凋亡，并且发现FSS的抗凋亡作用是由IL-11介导的。 （3）我们发现IL-11在mRNA和蛋白水平上诱导Bcl-2表达。 3。体内分析：当我们查看尾悬浮液对IL-11转基因小鼠的影响时，我们发现由无重力负荷引起的骨质流失往往会因IL-11的过表达而受到抑制。 dex给药引起的骨质流失也是如此。 （摘要）建议通过激活AP-1（ΔFOSB）/IL-111途径，机械负荷与成骨细胞细胞系中的生理骨形成和骨量有关。预计阐明该途径将导致骨质流失（骨质疏松症）由固定或过度类固醇引起，以及阐明有效的治疗剂。

项目成果

Saika M. et al.: "17β-estradiol stimulates expression of osteoprotegerin by a mouse stromal cell line, ST-2, via estrogen receptor-α"Endocrinology. 142(6). 28256-28263 (2001)

Saika M. 等人：“17β-雌二醇通过雌激素受体-α 刺激小鼠基质细胞系 ST-2 表达骨保护素”内分泌学 142(6)。

Okazaki R. et al.: "Estrogen promotes early osteoblast differentiation and inhibits adipocyte differentiation in mouse bone marrow stromal cell lines that express estrogen receptor (ER) α and β"Endocrinology. 143(6). 2349-2356 (2002)

Okazaki R.等人：“雌激素促进表达雌激素受体（ER）α和β的小鼠骨髓基质细胞系的早期成骨细胞分化并抑制脂肪细胞分化”内分泌学143（6）。

木戸慎介, 他: "整形・災害外科、第44巻12号、分子レベルからみた整形外科疾患-力学的負荷とfos family遺伝子-"金原出版株式会社. 2 (2001)

Shinsuke Kido 等：“骨科和灾难外科，第 44 卷第 12 期，从分子水平观察骨科疾病 - 机械负荷和 FOS 家族基因 -”Kanehara Publishing Co., Ltd. 2 (2001)

Kido S.et al.: "Expression of RANK is dependent upon differentiation to the macrophage / osteoclast lineage : Induction by 1α,25-dihydroxyvitaminD3 and TPA in a human myelomonocytic cell line, HL60"Bone. (in press). (2003)

Kido S. 等人：“RANK 的表达取决于巨噬细胞/破骨细胞谱系的分化：在人骨髓单核细胞系 HL60 中通过 1α,25-二羟基维生素 D3 和 TPA 进行诱导”（出版中）。

Abe M.et al.: "Role for macrophage inflammatory protein (MIP)-1 α and MIP-1β in the development of osteolytic lesion in multiple myeloma"Blood. 100(6). 2195-2202 (2002)

Abe M. 等人：“巨噬细胞炎症蛋白 (MIP)-1 α 和 MIP-1β 在多发性骨髓瘤溶骨性病变发展中的作用”Blood.100(6)。