日本語AIでPubMedを検索
ボロン補給は、アフリカのダチョウのヒナにおける骨形態形成タンパク質-2の発現を制御することにより、脛骨の骨形成を促進する
Boron Supplementation Promotes Osteogenesis of Tibia by Regulating the Bone Morphogenetic Protein-2 Expression in African Ostrich Chicks.
PMID: 32676937 DOI: 10.1007/s12011-020-02258-w.
抄録
本研究では、追加のホウ素とダチョウのヒナの脛骨における骨形態形成タンパク質-2（BMP-2）の発現との間の可能性のある関係を調べるために、脛骨の骨形成に対する補助的なホウ素の効果を探ることを目的としています。そこで、アフリカ産ダチョウのヒナ４８羽（１５日齢）に、飲料水に０ｍｇ／Ｌ、４０ｍｇ／Ｌ、８０ｍｇ／Ｌ、１６０ｍｇ／Ｌ、３２０ｍｇ／Ｌ、６４０ｍｇ／Ｌのホウ素を７５日間補充した。ヘマトキシリンおよびエオシン（HE）染色、マッソン染色、免疫組織化学（IHC）による組織形態パラメータの測定に使用した脛骨のパラフィン切片。血清中のBMP-2、オステオカルシン（BGP）、グルココルチコイド（GC）、オステオプロテゲリン（OPG）、および受容体活性化因子κBリガンド（RANKL）のレベルを評価するために、酵素結合免疫吸着アッセイを行った。細胞のアポトーシスを検出するために、TUNEL（ターミナルデオキシヌクレオチジルトランスフェラーゼ媒介dUTPニックエンド標識）法を用いた。その結果、飲料水に含まれる低用量のボロン(40mg/L-160mg/L)を補給すると、成熟オッセインが増加し、骨の発達が促進されることが明らかになった。45日目のBMP2の発現は90日目よりも高かった。BMP-2, BGP, GCsの血清レベルは、ホウ素の投与量が少ない群で有意に変化し、OPG/RANKL比は0から160mg/Lまで上昇した。細胞のアポトーシスは40mg/L群と160mg/L群で最も少なかった。以上のことから、低用量のホウ素を飲料水に補給することで、BMP-2の発現・分泌を調節し、血清中のBGP、GC、OPG/RANKLの濃度を調節することで、脛骨の成長、発達、再建のために動的にバランスのとれた環境を提供することで、骨形成と脛骨の成長・発達を促進することが可能であると考えられた。
The present study aimed to explore the effects of supplemental boron on osteogenesis of tibia and to investigate the possible relationship between additional boron and the expression of bone morphogenetic protein-2 (BMP-2) in tibia of ostrich chicks. Therefore, forty-eight African ostrich chicks (15 days old) were supplemented with 0 mg/L, 40 mg/L, 80 mg/L, 160 mg/L, 320 mg/L, and 640 mg/L of boron in drinking water for 75 days. The paraffin sections of tibia used to measure histomorphometric parameters by hematoxylin and eosin (HE) staining, Masson's staining, and immunohistochemistry (IHC). Enzyme-linked immunosorbent assay was performed to assess the level of BMP-2, osteocalcin (BGP), glucocorticoids (GCs), osteoprotegerin (OPG), and receptor activator of nuclear factor kappa-B ligand (RANKL) in serum. TUNEL (terminal deoxynucleotidyl transferase-mediated dUTP nick end labeling) technique was performed to detect the cell apoptosis. The results indicated that low dose of supplemental boron (40 mg/L-160 mg/L) in drinking water promotes bone development by increasing the mature ossein. The expression of BMP2 on 45 days was higher than 90 days. Serum level of BMP-2, BGP, and GCs changed significantly in groups with low dosage of boron, and OPG/RANKL ratio was upregulated from 0 to 160 mg/L. Cell apoptosis was least in 40 mg/L and 160 mg/L groups. Taken together, low dose of boron supplemented in drinking water could promote osteogenesis and growth and development of tibia by regulating the expression and secretion of BMP-2 and providing a dynamically balanced environment for tibia growth, development, and reconstruction by regulating the concentrations of BGP, GCs, and OPG/RANKL ratio in serum.