交感神経活動による骨形成低下における抗酸化剤の影響

抗氧化剂对交感神经活动引起的骨形成减少的影响

基本信息

批准号：
24791989
负责人：
近藤久貴
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Aichi Gakuin University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012-04-01 至 2014-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-24791989/
关键词：
酸化ストレス骨代謝骨芽細胞破骨細胞時計遺伝子概日リズム

项目摘要

交感神経β作動薬による骨量減少に対する抗酸化剤の用量反応関係を明らかにするため、C57BL6/Jマウスにβ作動薬のイソプレナリンを2週間および対照として生理食塩水を投与した。同時に抗酸化剤αリポ酸(0, 0.25, 2.5, 25, 50 mg/g/dairy)を投与し、骨形態計測を行った。その結果、イソプレナリンにより増加した破骨細胞パラメーターがαリポ酸25 mg/g/dairyにて有意に抑制された。さらに、骨形成パラメーターを計測したところイソプレナリンによる石灰化速度の低下を抑制した。驚いたことに、石灰化表面積はイソプレナリンによる低下を抑制したのみならず定常状態と比較し有意に増加していた。以上の結果から、抗酸化剤は、骨形成の促進、骨吸収の抑制と形成吸収の両側面から、交感神経β作動薬による骨量減少を予防する効果があることが明らかとなった。一方、in vitroにおける抗酸化剤と交感神経作動薬の相互作用を検討では、イソプレナリンが骨芽細胞においてのみ約24時間周期で時計遺伝子を変動させることが確認された。そして、抗酸化剤はイソプレナリンによる時計遺伝子の変動に影響を与えた。破骨細胞においては、イソプレナリンには反応を示さなかったが、糖質コルチコイドによって時計遺伝子の発現を変動することが明らかとなった。このことから、骨芽細胞、破骨細胞には時計遺伝子が約24時間周期で発現の変動を繰り返していることが明らかとなった。そして、交感神経系、糖質コルチコイド系が時計遺伝子の同調を制御することが示唆された。交感神経系による骨形成低下に時計遺伝子が関与することから、抗酸化剤による骨量減少予防効果が時計遺伝子の発現リズムを変調させることで生じる可能性が示された。

为了阐明抗氧化剂对β-激动剂引起的骨质流失的剂量-反应关系，C57BL6/J小鼠给予β-激动剂异丙肾上腺素两周，并给予生理盐水作为对照。同时给予抗氧化剂α-硫辛酸（0、0.25、2.5、25、50mg/g/乳），并进行骨形态测定。结果，异丙肾上腺素增加的破骨细胞参数被 25 mg/g/乳制品的 α-硫辛酸显着抑制。此外，当测量骨形成参数时，由异丙肾上腺素引起的矿化率的降低被抑制。令人惊讶的是，钙化表面积不仅抑制了异丙肾上腺素引起的减少，而且与稳态相比还显着增加。上述结果表明，抗氧化剂从促进骨形成、抑制骨吸收、骨形成和骨吸收两方面有效预防β-交感神经激动剂引起的骨丢失。另一方面，抗氧化剂和拟交感神经药物之间相互作用的体外研究证实，异丙肾上腺素仅在成骨细胞中调节时钟基因，周期约为 24 小时。抗氧化剂还影响异丙肾上腺素诱导的时钟基因变化。尽管破骨细胞对异丙肾上腺素没有反应，但糖皮质激素可以调节时钟基因的表达。这些结果表明，成骨细胞和破骨细胞具有时钟基因，其表达以大约 24 小时的间隔重复变化。还提出交感神经系统和糖皮质激素系统控制时钟基因的同步。由于时钟基因参与交感神经系统引起的骨形成减少，因此研究表明抗氧化剂的抗骨质流失预防作用可能是通过调节时钟基因的表达节律来实现的。