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世界初、正常な破骨細胞と全く異なる「悪玉破骨細胞」を発見-阪大

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2019年11月20日 AM11:00

正常な破骨細胞と、病的な破骨細胞の発生過程について研究

大阪大学は11月19日、破骨細胞に、正常な破骨細胞とは性質も起源も異なる「悪玉破骨細胞」が存在することを世界で初めて明らかにしたと発表した。この研究は、同大大学院医学系研究科の長谷川哲雄特任研究員、石井優教授(免疫細胞生物学)らの研究グループによるもの。研究成果は、英国科学誌「Nature Immunology」に掲載されている。


画像はリリースより

破骨細胞は、生理的な状態では骨の内側のみに存在し、骨芽細胞と協調して骨構造を緻密に維持している。一方、関節リウマチなどの病的な状態では関節組織に発生し、骨を外側から壊すことで関節構造を破壊する。

これまで、破骨細胞とその前駆細胞の研究は、骨髄や脾臓や血液の細胞を用いて数多く行われてきたが、実際に病的な骨破壊が起こる関節組織を用いた解析は、病変部位が非常に小さいため、詳細に行われていなかった。そのため、正常な破骨細胞の発生過程と、病的な破骨細胞の発生過程が同じなのかについては、明らかにされていなかった。

独自プロトコールを用いて、病的な「破骨前駆細胞」を発見

研究グループは今回、関節炎において病的な骨破壊が起こる部位の組織(関節組織と骨の境界領域)を単離する独自のプロトコールを開発。これにより、関節炎を発症した関節組織には、正常な骨の中には存在しない病的な「破骨前駆細胞」が存在することが明らかになり、「arthritis-associated osteoclastogenic macrophage()」と命名した。

AtoMは、関節に常在している細胞からではなく、骨髄由来の細胞が血流を介して関節に流入した後にMCSFに反応して発生し、うち約10%の細胞が、関節局所で病的な破骨細胞へと分化していくことが、シングルセル解析により判明。また、正常な破骨細胞へ分化するために必要なRANKL(ランクル)に加え、炎症性サイトカインであるTNFを同時に投与すると、関節に流入した骨髄由来の細胞がAtoMへ分化する能力がさらに高まることも明らかになった。さらに、網羅的な遺伝子発現を調べることで、AtoMがFoxM1と呼ばれる転写因子により部分的に制御されていることが示され、FoxM1の阻害薬がマウスにおいても、関節リウマチ患者の関節液から採取した細胞においても、破骨細胞への分化を阻害することが明らかとなった。

今回の研究成果により、関節リウマチ患者の病的な悪玉破骨細胞を標的とした新たな治療薬開発が期待される。

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