| 特集名 | 骨カルシウム代謝調節最前線 | |
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| 題名 | ビタミンEによる骨代謝調節の分子機構 | |
| 発刊年月 | 2014年 07月 | |
| 著者 | 藤田 浩二 | 東京医科歯科大学再生医療研究センター |
| 著者 | 竹田 秀 | 東京医科歯科大学大学院医歯学総合研究科細胞生理学 |
| 【 要旨 】 | ビタミンEは広く普及しているサプリメントであるが，他の脂溶性ビタミンと異なり，骨への作用は明らかではなかった． われわれは，ビタミンE欠損のマウスモデルであるαトコフェロール輸送タンパク欠損マウス（Ttpa-/-マウス）が，骨吸収の減少により高骨量を示すことを発見した．培養細胞における検討から，生体内のビタミンEの主成分であるトコフェロールが，抗酸化作用とは独立した機構で，破骨細胞の融合，骨吸収を促進することを示した．これは，αトコフェロールがMAPキナーゼ14（p38）のリン酸化を促進することで，小眼球症関連転写因子（mitf）を活性化し，活性化されたmitfが破骨細胞融合に必須であるDC-STAMPをコードする遺伝子Tm7sf4のプロモーター領域に直接結合することによるものであることを証明した．実際に，Ttpa-/-マウスでみられる高骨量は，Tm7sf4-/-トランスジェニックマウスと交配することで改善された． さらに，一般的にヒトが摂取しているサプリメントに相当する量を体重当りの摂取量に換算してトコフェロールを添加した飼料を，野生型マウスやラットに与えると，骨量が減少した． 以上の結果は，ビタミンEが破骨細胞融合の制御を介した骨量の規定因子の一つであることを示す．最近，ヒトにおける疫学的検討から，αトコフェロールの摂取により血中Γトコフェロール濃度が低下し，骨量減少を惹起する可能性が報告されており，今後，大規模な疫学調査を通して，ヒトにおけるビタミンEと骨粗鬆症発生との関連性が明らかになることが期待される． |
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| Theme | Regulation and disorders of calcium and phosphate metabolism | |
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| Title | Molecular mechanism of vitamin E on bone metabolism | |
| Author | Koji Fujita | Center for Stem Cell and Regenerative Medicine, Tokyo Medical and Dental University Graduate School and Faculty of Medicine |
| Author | Shu Takeda | Department of Physiology and Cell Biology, Tokyo Medical and Dental University Graduate School and Faculty of Medicine |
| [ Summary ] | Bone homeostasis is maintained by a balance between osteoblastic bone formation and osteoclastic bone resorption. Osteoclasts are multinucleated cells which are formed by mononuclear preosteoclast fusion. Fat-soluble vitamins such as vitamin D are pivotal in maintaining skeletal integrity. However, the role of vitamin E in bone remodeling is unknown. We exhibit information illustrating that mice deficient in α-tocopherol transfer protein (Ttpa-/- mice), a mouse model of genetic vitamin E deficiency, have high bone mass levels as a result of decreased bone resorption. Cell-based assays indicated that α-tocopherol stimulated osteoclast fusion, independent of antioxidant capacity. This is accomplished by inducing the expression of dendritic-cell-specific transmembrane protein, an essential molecule for osteoclast fusion, through activation of mitogen-activated protein kinase 14 (p38) and microphthalmia-associated transcription factor, as well as its direct recruitment to the Tm7sf4 (a gene encoding DC-STAMP) promoter. Indeed, the bone abnormalities seen in Ttpa-/- mice was rescued by a Tm7sf4 transgene. Moreover, wild-type mice or rats fed an α-tocopherol‒ supplemented diet which contained a comparable amount of α-tocopherol to supplements consumed by many people, lost bone mass. These results show that serum vitamin E is determinantal to bone mass maintenance thorough regulation of osteoclast fusion. | |