細胞マトリックス関連ヘパリン結合成長関連分子（HB-GAM）によって強化された骨芽細胞の補充と骨形成

骨は、成長、再生、リモデリングの膨大な能力を持っています。この能力は、主に骨形成部位に補充される骨芽細胞の誘導によるものです。細胞の直接の環境は、細胞マトリックスの相互作用を介して役割を果たす可能性が高いが、骨芽細胞の動員は完全には解明されていない。ここでは、ニューロンの移動反応を促進する細胞外マトリックス関連タンパク質であるヘパリン結合成長関連分子（HB-GAM）が、骨形成の標的基質として作用する細胞マトリックスで顕著に発現することを示しています。興味深いことに、HB-GAMの受容体として作用するN-Syndecanは、骨芽細胞/骨芽細胞の前駆体で発現しており、その超微細構造表現型は活性細胞の運動性を示唆しています。Hb-gam/n-syndecan相互作用が発達研究から推測されるように、骨芽細胞の動員を媒介するという仮説は、n-syndecanを豊富に発現する骨芽細胞型細胞を使用してテストされました。これらの細胞は、ハプトタクティックトランスフィルターアッセイと、培養井にHB-GAMパターンが作成された移動アッセイでHB-GAMに急速に移動します。移動のメカニズムは、ニューロンのHB-GAM誘発移動反応について以前に説明したメカニズムと類似しています。Hb-gam/n-syndecan相互作用が骨芽細胞動員の調節に関与しているという私たちの仮説は、アジュバント誘発性関節炎モデルとトランスジェニックモデルの2つの異なるin vivoモデルを使用してテストされました。補助誘発性損傷モデルでは、Hb-gamとn-syndecanの発現は、骨の再生反応を伴う骨膜で強くアップレギュレートされています。トランスジェニックモデルでは、HB-GAMの発現は、骨膜で最も高い発現を持つ間葉組織で維持されています。HB-GAMトランスジェニックマウスは、骨の厚さの増加を特徴とする表現型を発症します。したがって、HB-GAMは、おそらく新しい骨の堆積のための適切な基質に対する骨芽細胞/骨芽細胞前駆体の動員と付着を媒介することにより、骨形成に重要な役割を果たす可能性があります。

Bone has an enormous capacity for growth, regeneration, and remodeling. This capacity is largely due to induction of osteoblasts that are recruited to the site of bone formation. The recruitment of osteoblasts has not been fully elucidated, though the immediate environment of the cells is likely to play a role via cell- matrix interactions. We show here that heparin-binding growth-associated molecule (HB-GAM), an extracellular matrix-associated protein that enhances migratory responses in neurons, is prominently expressed in the cell matrices that act as target substrates for bone formation. Intriguingly, N-syndecan, which acts as a receptor for HB-GAM, is expressed by osteoblasts/osteoblast precursors, whose ultrastructural phenotypes suggest active cell motility. The hypothesis that HB-GAM/N-syndecan interaction mediates osteoblast recruitment, as inferred from developmental studies, was tested using osteoblast-type cells that express N-syndecan abundantly. These cells migrate rapidly to HB-GAM in a haptotactic transfilter assay and in a migration assay where HB-GAM patterns were created on culture wells. The mechanism of migration is similar to that previously described for the HB-GAM-induced migratory response of neurons. Our hypothesis that HB-GAM/N-syndecan interaction participates in regulation of osteoblast recruitment was tested using two different in vivo models: an adjuvant-induced arthritic model and a transgenic model. In the adjuvant-induced injury model, the expression of HB-GAM and of N-syndecan is strongly upregulated in the periosteum accompanying the regenerative response of bone. In the transgenic model, the HB-GAM expression is maintained in mesenchymal tissues with the highest expression in the periosteum. The HB-GAM transgenic mice develop a phenotype characterized by an increased bone thickness. HB-GAM may thus play an important role in bone formation, probably by mediating recruitment and attachment of osteoblasts/osteoblast precursors to the appropriate substrates for deposition of new bone.