骨芽細胞及びリンパ球の分化を促進する破骨細胞由来新規サイトカインの同定

鉴定促进成骨细胞和淋巴细胞分化的新型破骨细胞衍生细胞因子

• 批准号: 12877299
• 负责人: 宇田川 信之
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Matsumoto Dental University (2001)Showa University (2000)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 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-12877299/
• 关键词: 破骨細胞; 骨芽細胞; アルカリフォスファターゼ; カップリングファクター; 骨吸収; 骨形成; BMP; RANKL

骨吸収に続き骨形成が誘導される現象が形態学的に観察され、骨吸収と骨形成は共役していると考えられているが、その本態は不明である。骨芽細胞に発現するRANKLが破骨細胞の分化と骨吸収機能の発現を制御していることが明らかとなった。そこで、骨芽細胞により誘導された破骨細胞が、骨芽細胞の前駆細胞に作用してその分化に関与する可能性を探るための培養系の開発を行った。コラーゲンゲル上におけるマウス共存培養系で形成された破骨細胞をコラゲナーゼにて回収し、高密度のスポット培養を行う。破骨細胞が十分に接着し大きく広がったところで、トリプシン液にて骨芽細胞を除去して破骨細胞のみを残す。これらの破骨細胞のシートの上で各種の間質細胞株(MC3T3-G2/PA6,ST2,C3H10T1/2)を共存培養し、骨芽細胞の分化を観察するためのアルカリフォスファターゼ(ALP)染色を行った。その結果、(1)間質細胞と破骨細胞の3日間の共存培養において、破骨細胞の直上においてALP陽性細胞の出現が認められた。純化破骨細胞のみの培養および間質細胞のみの培養系においてはALP陽性細胞の出現は全く認められなかった。(2)ALP陽性細胞の誘導に対して可溶性BMP受容体(BMPR type-IA)の添加は何ら効果を示さなかった。(3)カルシトニンの添加により破骨細胞の形態変化が認められたが、ALP陽性細胞の誘導には影響は認められなかった。(4)Membrane FilterのついたInsert中で破骨細胞を培養し間質細胞との直接接触を阻止した条件では、ALP陽性細胞は誘導されなかった。(5)βガラクトシダーゼ遺伝子導入マウス(ROSA26)を用いた共存培養から得た純化破骨細胞とPA6細胞との共存培養においてX-Gal染色を行ったところ、単核および多核の破骨細胞のみが陽性を示し、骨芽細胞の混在は認められなかった。成熟破骨細胞が骨髄間質細胞をALP陽性細胞に分化誘導させる因子を発現している可能性が示唆された。この骨芽細胞分化誘導因子は破骨細胞の細胞膜表面上に存在しているものと考えられる。

在形态上观察到了骨吸收后骨骼形成的一种现象，尽管认为骨吸收和骨形成是共轭的，但其真实本质却未知。已经揭示了在成骨细胞中表达的RANKL调节破骨细胞的分化和骨吸收功能的表达。因此，我们开发了一种培养系统，以探索成骨细胞诱导的破骨细胞可以作用于成骨细胞祖细胞并参与其分化的可能性。在胶原蛋白凝胶上在小鼠共培养系统中形成的破骨细胞是通过胶原酶收集的，并受到高密度斑点培养。一旦破骨细胞充分粘附并广泛扩散，就可以用胰蛋白酶溶液去除成骨细胞，仅留下破骨细胞。将各种基质细胞系（MC3T3-G2/PA6，ST2，C3H10T1/2）共培养在这些破骨细胞片上，并进行了碱性磷酸酶（ALP）染色以观察成骨细胞分化。结果，（1）ALP阳性细胞在基质细胞和破骨细胞的共培养中的破骨细胞上方出现了三天。在单独的纯骨细胞和单独的基质细胞培养物中，没有观察到ALP阳性细胞的出现。 （2）添加可溶性BMP受体（BMPR型）对ALP阳性细胞的诱导没有影响。 （3）降钙素的添加显示出破骨细胞形态的变化，但对ALP阳性细胞的诱导没有影响。 （4）在用膜过滤器插入破骨细胞的条件下，未诱导ALP阳性细胞，以防止与基质细胞直接接触。 （5）在使用β-半乳糖苷酶转染的小鼠（ROSA26）的纯化破骨细胞和PA6细胞的共培养中进行X-GAL染色（ROSA26），并且仅单核和多核骨细胞细胞呈阳性，没有阳性，而没有混合肉豆蔻细胞。有人提出，成熟的破骨细胞可能表达诱导骨髓基质细胞分化为ALP阳性细胞的因素。该成骨细胞分化诱导剂被认为存在于破骨细胞的细胞膜表面上。

项目成果

Itoh K, Udagawa N, Katagiri T, Iemura S, Ueno N, Yasuda H, Higashio K, Quinn JMW, Gillespie MT, Martin TJ, Suda T, Takahashi N.: "Bone morphogenetic protein 2 stimulates osteoclast differentiation and survival supported by receptor activator of nuclear fa

Itoh K、Udakawa N、Katagiri T、Iemura S、Ueno N、Yasuda H、Higashio K、Quinn JMW、Gillespie MT、Martin TJ、Suda T、Takahashi N.：“骨形态发生蛋白 2 通过受体支持刺激破骨细胞分化和存活

Kotake S, Udagawa N, Hakoda M, Mogi M, Yano K, Tsuda E, Takahashi K, Furuya T, Ishiyama S, Kim KJ, Saito S, Nishikawa T, Takahashi N, Togari A, Tomatsu T, Suda T, Kamatani N: "Activated human T cells directly induce osteoclastogenesis from human monocytes

小竹 S、宇田川 N、箱田 M、茂木 M、矢野 K、津田 E、高桥 K、古屋 T、石山 S、金 KJ、斋藤 S、西川 T、高桥 N、户加里 A、户松 T、须田 T、镰谷 N