軟骨形成と骨形成におけるラットマトリックスGLAタンパク質（MGP）遺伝子の発達発現とホルモン調節

ビタミンK依存性タンパク質であるマトリックスGLAタンパク質（MGP）は、最近多くの組織で同定されています。ただし、MGPの発現がこれらの組織の表現型特性の発達および/または維持に関連している可能性があることを示唆する骨と軟骨にのみ蓄積されています。MGP mRNA発現を骨および軟骨の発達の関数として、また成長および細胞分化中のビタミンDによって調節されるように体系的に評価しました。軟骨と骨の発達の3つの実験モデルが採用されました。内軟骨骨形成のin vivoモデル、ならびに正常な二倍体ラット軟骨細胞および骨芽細胞培養の原発性細胞です。MGPは、軟骨形成中に最高レベルで発現し、軟骨内骨形成中のin vivoでの石灰化。軟骨細胞培養では、MGP mRNAは培養期間を通して存在していましたが、3週間後にI型コラーゲンmRNAと同時に増加しました。骨芽細胞培養では、MGP mRNAは増殖期間中に発現し、マトリックスの発達期間中に発現が増加しました。オステオカルシン（骨GLAタンパク質）とは対照的に、この増加は鉱化に依存していませんが、細胞外マトリックス形成に関連し、潜在的に誘導される潜在的に誘発される潜在的に誘発される可能性がありました。増殖期間中、I型コラーゲンmRNAがピークに達し、その後減少しましたが、I型コラーゲンタンパク質は細胞外マトリックスに着実に蓄積しました。in vivo系の骨形成期間中に見られる一定のレベルと一致する骨芽細胞分化の鉱化期間に一定のMGPレベルが維持されました。培養における骨芽細胞と軟骨細胞の両方におけるMGP mRNAレベルは、細胞の成長と分化の時間経過を通じて1,25-（OH）2d3（10（-8）m、48時間）に大幅に上昇しました。興味深いことに、ビタミンD処理および未処理の軟骨細胞および骨芽細胞からのMGP mRNA転写産物が高解像度のノーザンブロット分析によって分析された場合、ビタミンD処理軟骨培養のMGP mRNAの2つの異なる種が観察されましたが、他のすべての培養物は単一のMGP MRNAのみを展示しました。転写産物。プライマー拡張分析では、ビタミンD治療の有無にかかわらず骨芽細胞と軟骨細胞の両方に単一の転写開始部位が示され、ビタミンD処理軟骨細胞の低分子量MGPメッセージが転写後処理の修飾に関連している可能性があることを示唆しています。結論として、これらの結果は、in vitroでの骨および軟骨組織におけるMGPの選択的蓄積が、これらの期間中のMGP mRNAの増加に反映されるコラーゲンマトリックスの発達および/または維持に関連している可能性があることを示しています（400語で切り捨てられた抽象化））

Matrix Gla protein (MGP), a vitamin K dependent protein, has recently been identified in many tissues. However, it is accumulated only in bone and cartilage suggesting that the expression of MGP may be related to the development and/or maintenance of the phenotypic properties of these tissues. We systematically evaluated MGP mRNA expression as a function of bone and cartilage development and also as regulated by vitamin D during growth and cellular differentiation. Three experimental models of cartilage and bone development were employed: an in vivo model for endochondral bone formation, as well as in primary cells of normal diploid rat chondrocyte and osteoblast cultures. MGP was expressed at the highest level during cartilage formation and calcification in vivo during endochondral bone formation. In chondrocyte cultures, MGP mRNA was present throughout the culture period but increased only after 3 weeks concomitantly with type I collagen mRNA. In osteoblast cultures, MGP mRNA was expressed during the proliferative period and exhibited increased expression during the period of matrix development. In contrast to osteocalcin (bone Gla protein), this increase was not dependent on mineralization but was related to the extent of differentiation associated with and potentially induced by extracellular matrix formation. During the proliferative period, type I collagen mRNA peaked and thereafter declined, while type I collagen protein steadily accumulated in the extracellular matrix. Constant MGP levels were maintained in the mineralization period of osteoblast differentiation in vitro which is consistent with the constant levels found during the osteogenic period of the in vivo system. MGP mRNA levels in both osteoblasts and chondrocytes in culture were significantly elevated by 1,25-(OH)2D3 (10(-8) M, 48 h) throughout the time course of cellular growth and differentiation. Interestingly, when MGP mRNA transcripts from vitamin D treated and untreated chondrocytes and osteoblasts were analyzed by high resolution Northern blot analysis, we observed two distinct species of MGP mRNA in the vitamin D treated chondrocyte cultures while all other cultures examined exhibited only a single MGP mRNA transcript. Primer extension analysis indicated a single transcription start site in both osteoblasts and chondrocytes with or without vitamin D treatment, suggesting that the lower molecular weight MGP message in vitamin D treated chondrocytes may be related to a modification in post-transcriptional processing. In conclusion, these results show that the selective accumulation of MGP in bone and cartilage tissues in vitro may be related to the development and/or maintenance of a collagenous matrix as reflected by increases in MGP mRNA during these periods.(ABSTRACT TRUNCATED AT 400 WORDS)