icon fsr

文献詳細

雑誌文献

臨床整形外科46巻8号

2011年08月発行

文献概要

最新基礎科学/知っておきたい

セマフォリンと骨代謝

著者: 竹ヶ原宜子1

所属機関: 1

ページ範囲:P.712 - P.717

文献購入ページに移動
■はじめに

 セマフォリン分子は,従来,神経シナプスを成立させるために機能する神経ガイダンス因子の代表的な分子として知られてきた14,25).近年,神経系における機能に加えて器官形成・血管新生,癌の進展への関与,また免疫応答制御作用などが示され12,16,20,30),セマフォリンの機能が多岐にわたることが明らかになっている(図1).

 骨形成におけるセマフォリン分子の機能を示唆する報告はかなり以前になされていた.1996年,セマフォリン分子の中で初めて作製された遺伝子欠損マウスであるSema3A遺伝子欠損マウスの報告では,神経形成や心臓形態の異常に加えて,骨形態の異常が報告されていた1).しかしながら翌1997年,別のグループからSema3Aの遺伝子欠損マウスが報告され24),その神経系の表現型がcontroversialであったためにこの遺伝子欠損マウスの骨形態異常の表現型は見過ごされ,骨形成・骨代謝におけるセマフォリンの役割は不明なままであった.

 筆者らは骨および免疫系に高発現しているセマフォリン分子の主要な受容体・plexin-A1に着目し,その遺伝子欠損マウスの作製および解析からplexin-A1が樹状細胞および破骨細胞に発現し,免疫応答および骨形成に重要な機能を有することを明らかにした.本稿ではplexin-A1およびその下流のシグナル伝達分子による骨代謝制御について最近の知見も含めて概説したい.

参考文献

1) Behar O, Golden JA, Mashimo H, et al:Semaphorin III is needed for normal patterning and growth of nerves, bones and heart. Nature 383:525-528, 1996
2) Brazier H, Stephens S, Ory S, et al:Expression profile of RhoGTPases and RhoGEFs during RANKL-stimulated osteoclastogenesis:identification of essential genes in osteoclasts. J Bone Miner Res 21:1387-1398, 2006
3) Buccione R, Orth JD, McNiven MA:Foot and mouth:podosomes, invadopodia and circular dorsal ruffles. Nat Rev Mol Cell Biol 5:647-657, 2004
4) Calle Y, Jones GE, Jagger C, et al:WASp deficiency in mice results in failure to form osteoclast sealing zones and defects in bone resorption. Blood 103:3552-3561, 2004
5) Carman CV, Springer TA:Trans-cellular migration:cell-cell contacts get intimate. Curr Opin Cell Biol 20:533-540, 2008
6) Chellaiah MA, Soga N, Swanson S, et al:Rho-A is critical for osteoclast podosome organization, motility, and bone resorption. J Biol Chem 275:11993-12002, 2000
7) Chellaiah MA:Regulation of podosomes by integrin alphavbeta3 and Rho GTPase-facilitated phosphoinositide signaling. Eur J Cell Biol 85:311-317, 2006
8) Evans JG, Matsudaira P:Structure and dynamics of macrophage podosomes. Eur J Cell Biol 85:145-149, 2006
9) Faccio R, Novack DV, Zallone A, et al:Dynamic changes in the osteoclast cytoskeleton in response to growth factors and cell attachment are controlled by beta3 integrin. J Cell Biol 162:499-509, 2003
10) Itoh RE, Kurokawa K, Ohba Y, et al:Activation of rac and cdc42 video imaged by fluorescent resonance energy transfer-based single-molecule probes in the membrane of living cells. Mol Cell Biol 22:6582-6591, 2002
11) Kaifu T, Nakahara J, Inui M, et al:Osteopetrosis and thalamic hypomyelinosis with synaptic degeneration in DAP12-deficient mice. J Clin Invest 111:323-332, 2003
12) Kikutani H, Kumanogoh A:Semaphorins in interactions between T cells and antigen-presenting cells. Nat Rev Immunol 3:159-167, 2003
13) Koga T, Inui M, Inoue K, et al:Costimulatory signals mediated by the ITAM motif cooperate with RANKL for bone homeostasis. Nature 428:758-763, 2004
14) Kolodkin AL, Matthes DJ, Goodman CS:The semaphorin genes encode a family of transmembrane and secreted growth cone guidance molecules. Cell 75:1389-1399, 1993
15) Kubo T, Yamashita T, Yamaguchi A, et al:A novel FERM domain including guanine nucleotide exchange factor is involved in Rac signaling and regulates neurite remodeling. J Neurosci 22:8504-8513, 2002
16) Kumanogoh A, Kikutani H:Immune semaphorins:a new area of semaphorin research. J Cell Sci 116:3463-3470, 2003
17) Linder S, Aepfelbacher M:Podosomes:adhesion hot-spots of invasive cells. Trends Cell Biol 13:376-385, 2003
18) Linder S:The matrix corroded:podosomes and invadopodia in extracellular matrix degradation. Trends Cell Biol 17:107-117, 2007
19) Ory S, Munari-Silem Y, Fort P, et al:Rho and Rac exert antagonistic functions on spreading of macrophage-derived multinucleated cells and are not required for actin fiber formation. J Cell Sci 113(Pt 7):1177-1188, 2000
20) Pasterkamp RJ, Kolodkin AL:Semaphorin junction:making tracks toward neural connectivity. Curr Opin Neurobiol 13:79-89, 2003
21) Takahashi T, Fournier A, Nakamura F, et al:Plexin-neuropilin-1 complexes form functional semaphorin-3A receptors. Cell 99:59-69, 1999
22) Takegahara N, Takamatsu H, Toyofuku T, et al:Plexin-A1 and its interaction with DAP12 in immune responses and bone homeostasis. Nat Cell Biol 8:615-622, 2006
23) Takegahara N, Kang S, Nojima S, et al:Integral roles of a guanine nucleotide exchange factor, FARP2, in osteoclast podosome rearrangements. FASEB J 24:4782-4792, 2010
24) Taniguchi M, Yuasa S, Fujisawa H, et al:Disruption of semaphorin III/D gene causes severe abnormality in peripheral nerve projection. Neuron 19:519-530, 1997
25) Tessier-Lavigne M, Goodman CS:The molecular biology of axon guidance. Science 274:1123-1133, 1996
26) Toyofuku T, Zhang H, Kumanogoh A, et al:Dual roles of Sema6D in cardiac morphogenesis through region-specific association of its receptor, Plexin-A1, with off-track and vascular endothelial growth factor receptor type 2. Genes Dev 18:435-447, 2004a
27) Toyofuku T, Zhang H, Kumanogoh A, et al:Guidance of myocardial patterning in cardiac development by Sema6D reverse signalling. Nat Cell Biol 6:1204-1211, 2004b
28) Toyofuku T, Yoshida J, Sugimoto T, et al:FARP2 triggers signals for Sema3A-mediated axonal repulsion. Nat Neurosci 8:1712-1719, 2005
29) Wong AW, Brickey WJ, Taxman DJ, et al:CIITA-regulated plexin-A1 affects T-cell-dendritic cell interactions. Nat Immunol 4:891-898, 2003
30) Yu HH, Kolodkin AL:Semaphorin signaling:a little less per-plexin. Neuron 22:11-14, 1999

掲載誌情報

出版社:株式会社医学書院

電子版ISSN:1882-1286

印刷版ISSN:0557-0433

雑誌購入ページに移動
icon up

本サービスは医療関係者に向けた情報提供を目的としております。
一般の方に対する情報提供を目的としたものではない事をご了承ください。
また,本サービスのご利用にあたっては,利用規約およびプライバシーポリシーへの同意が必要です。

※本サービスを使わずにご契約中の電子商品をご利用したい場合はこちら