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破骨細胞





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破骨細胞
破骨細胞を作るタンパク質
  • 2002年、東京大学の谷口維紹教授と高柳助手らは、骨を分解する破骨細胞の形成に欠かせないタンパク質を発見した。
    赤血球など血球の元になる細胞(造血幹細胞)に、特定のタンパク質を与えると破骨細胞に分化することが知られている。谷口教授らはこのとき、細胞内に免疫系細胞を活性化する別のタンパク質(NFATc1)が作られることを発見した。
    培養した造血幹細胞の遺伝子を操作してこのタンパク質を作れなくしたところ、幹細胞はどのような処理をしても破骨細胞に分化しなかった。逆にこのタンパク質を過剰に作らせるようにした細胞では、自然に破骨細胞に変わった。
    研究グループは、NFATc1がDNAに結びついて破骨細胞に欠かせないタンパク質を作らせ、破骨細胞へと変化していくことを突き止めた。


調整酵素
  • 体内で骨を分解する<破骨細胞>が作られるのに重要な役割を果たす酵素を高柳広・東京医科歯科大学教授(骨免疫学)らが発見した。成果は2006年11/26のネイチャーメディシン電子版に掲載。
    この酵素の働きを抑えることが出きれば、骨粗鬆症や関節リウマチなどの治療につながる可能性がある。
    骨の内部では、骨を作る細胞と破骨細胞がバランスを保って新陳代謝を促している。
  • バランスが崩れて破骨細胞が増えすぎると骨量が減少したり、骨が壊れる病気の原因になる。
    研究チームは、破骨細胞ができる際に細胞内で『カルモジュリンキナーゼ』という酵素が働くことを発見。マウス実験で確認した。


制御分子
  • 国立病院機構大阪南医療センターは、骨を破壊する細胞の内部で働きを制御している分子を見つけた。見つけたのは『RGS18』と呼ばれる分子。
    細胞が若いときには多く含まれているため、骨を破壊する機能を抑えている。
  • 成熟してRGS18が減少すると機能が強くなる。
  • 成熟してRGS18が減少した破骨細胞にこの分子を導入すると骨を破壊する作用が弱くなる。
  • 逆に働きを抑えると骨を破壊しやすくなることも確認した。


破骨細胞の成長を解明
  • 理化学研究所のチームは、骨の組織を分解する『破骨細胞』の成長を制御する詳しい仕組みを突き止めた。
    従来、破骨細胞の成長には周囲のカルシウム濃度がカギを握るとされていたが、カルシウムとは無関係のメカニズムが新たに判明した。研究チームは、細胞内のカルシウム放出に重要なタンパク質分子に注目した。この分子を無くしたマウスと正常なマウスの骨髄から採った細胞で、培養条件を変えて託つ細胞への成長を観察した。

  • 骨芽細胞と一緒に培養すると、特定の条件下で、カルシウムとは無関係に破骨細胞が出来ることが分かった。
    慶応大学との共同研究で、成果は2008年6/10、アカデミー紀要(電子版)に発表。









RANKL
  • 2010年、大阪大学の中神啓徳教授と森下竜一教授らは、骨を壊す細胞を活性化し骨粗鬆症を招くタンパク質「RANKL」が、動脈硬化につながる血管の石灰化も引き起こすことを突き止めた。
    このタンパク質は女性ホルモンのエストロゲンによって働きが抑えられているが、閉経でホルモン量が減ると活発になる。
    成果は米心臓病学会の専門誌に掲載。
    閉経後の女性で歯骨がもろくなると同時に、血管は石灰化で硬くなるという、一見すると逆の現象が起こる。
    ただ石灰化が進んだヒトほど骨の強さを示す骨密度が低下するのが分かっている。
    研究チームは、閉経した女性にエストロゲンを補うと冠動脈の石灰化が少なくな点に着目。エストロゲンによって働きが抑えられるRANKLを調べた。ヒト血管細胞に石灰化を起こす培養実験を実施。RANKLを加えたところ、加えない場合に比べ、石灰化が進行した。エストロゲンも添加すると、石灰化が抑えられた。


破骨細胞の動きを阻害する
  • 2010年、大阪大学の石井優・准教授らは、体内で骨を壊す細胞の働きをジャマして骨粗鬆症を防ぐ新たな治療法を開発。マウス実験で効果を確認。
  • 成果は米実験医学雑誌(電子版)に掲載
  • 研究チームは骨の近くにいる破骨細胞を血液中に移動させる脂質の「スフィンゴシン1リン酸」に着目。
  • 脂質は破骨細胞にある2種類のタンパク質と結合しており、アクセル役のタンパク質と結合すると細胞が血液中に移動し、ブレーキ役ともくっつくと骨近くに留まった。細胞の動きは脂質の濃度によって制御されていた。
  • そこで骨粗鬆症のマウスに特殊な薬剤を投与し、ブレーキ役のタンパク質の働きを抑えた。破骨細胞が血中に戻り、骨の破壊が防げた。骨密度は1.5倍になった。
  • 現在の骨破壊を抑える薬は、いったん骨に接着した破骨細胞を引きはがすので骨が急にもろくなるケースもある。


破骨細胞を観察
  • 2013年、大阪大学の石井優教授らはマウスを使って、骨粗鬆症で骨が壊れる様子を細胞レベルで観察することに成功した。
  • 炎症を促す細胞の働きなどで古い骨を壊す破骨細胞の性質が変わり、骨の破壊が進んでいた。
  • 骨粗鬆症関節リウマチは破骨細胞によって骨が異常に破壊されて起こる。
  • 破骨細胞が実際に骨を壊す様子を観察したのは初めて。
  • 石井教授らは特殊な顕微鏡のレンズや検出器を改良し、解像度を10倍以上に高めて観察した。
  • 破骨細胞のうち、骨を溶かす酸を出す部分が光る遺伝子組み換えマウスで頭や太ももを観察した。
  • 骨粗鬆症のマウスは、骨の表面に大きさ20〜50マイクロbの破骨細胞がくっつき、酸を出していた。健康なマウスと比べると、破骨細胞には酸を出すタイプと酸を出さないタイプがあり、骨粗鬆症では9割以上が酸を出すタイプの破骨細胞だった。











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