骨細胞、骨芽細胞、破骨細胞に対するメトホルミンの作用の違い

The Differential Effect of Metformin on Osteocytes, Osteoblasts, and Osteoclasts.

抄録

総説の目的:

メトホルミンは抗血糖薬であり、糖尿病患者に広く処方されている。骨強度に対するメトホルミンの役割は以前から報告されているが、本総説では、主に骨細胞、骨芽細胞、破骨細胞に対するメトホルミンの作用に関する最近の知見に焦点を当てる。

PURPOSE OF REVIEW: Metformin is an anti-glycemic agent, which is widely prescribed to diabetes patients. Although its alleged role on bone strength has been reported for some time, this review focuses primarily on the recent mechanistical insights of metformin on osteocytes, osteoblasts, and osteoclasts.

最近の知見:

全体として、メトホルミンは骨細胞における同化活性のステアリングに寄与した。メトホルミンは骨細胞において、骨形成の負の制御因子であるスクレロスチンとDKK1の発現を低下させた。同様に、骨芽細胞の破骨細胞形成機能もRANKLの低発現とOPGの高発現に偏った。骨芽細胞系列の細胞は一般に、アルカリホスファターゼ活性、Wnt経路の同化メンバー、転写因子Runx2、骨マトリックスタンパク質、その後のミネラル化などの骨形成パラメーターを活性化することによってメトホルミンに反応した。メトホルミンは破骨細胞の形成と活性に負の影響を及ぼし、典型的な破骨細胞マーカーの発現低下や骨吸収の抑制に伴って多核細胞数を減少させた。3つの細胞タイプすべてで研究された共通点は、エネルギー代謝の調整に関連するリン酸化AMPキナーゼ（AMPK）を活性化するメトホルミンの有益な効果である。メトホルミンは骨細胞にさまざまな影響を及ぼし、骨形成のバランスに影響を与える。メトホルミンは糖尿病患者に処方される薬物であるが、骨細胞と骨芽細胞に対する全体的な骨同化作用と破骨細胞に対する抗異化作用から、メトホルミンは骨の分野で有望な薬物であると考えられる。

RECENT FINDINGS: Overall, metformin contributed to steering anabolic activity in osteocytes. It caused lower expression in osteocytes of the negative regulators of bone formation sclerostin and DKK1. Likewise, the osteoclastogenesis function of osteoblasts was also skewed towards lower RANKL and higher OPG expressions. Osteoblast lineage cells generally responded to metformin by activating bone formation parameters, such as alkaline phosphatase activity, higher expression of anabolic members of the Wnt pathway, transcription factor Runx2, bone matrix protein proteins, and subsequent mineralization. Metformin affected osteoclast formation and activity in a negative way, reducing the number of multinucleated cells in association with lower expression of typical osteoclast markers and with inhibited resorption. A common denominator studied in all three cell types is its beneficial effect on activating phosphorylated AMP kinase (AMPK) which is associated with the coordination of energy metabolism. Metformin differentially affects bone cells, shifting the balance to more bone formation. Although metformin is a drug prescribed for diabetic patients, the overall bone anabolic effects on osteocytes and osteoblasts and the anti-catabolic effect on osteoclast suggest that metformin could be seen as a promising drug in the bone field.