基質石灰化のメカニズムにおける組織化学・微細構造学的アプローチ

• Project/Area Number: 12J05865
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Morphological basic dentistry
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 長谷川 智香 北海道大学, 大学院歯学研究科, 特別研究員(DC2)
• Project Period (FY): 2012 – 2013
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2013)
• Budget Amount: ¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000); Fiscal Year 2013: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2012: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
• Keywords: 石灰化 / 血管石灰化 / 基質小胞 / TNAP

Research Abstract

研究代表者は、基質石灰化のメカニズム解明を目的とし、下記の2つの研究を実施した。
(1)軟骨細胞特異的TNAPTgマウスの解析結果を元に、骨芽細胞特異的なtype I collagen al promoterに組み込んだhuman TNAP遺伝子を過剰発現するTgマウスの作製を行った。これまでの研究成果より、モノリン酸を生成するTNAPとピロリン酸合成を行うENPP1には相互的な制御作用が存在する可能性、さらにモノリン酸が増加しても基質小胞内に存在すると考えられるpitl/ANKの膜輸送体の発現・機能を解析する必要が考えられた。よって、現在、このTgマウスの骨における膜輸送体蛋白の発現および機能活性を計測や、石灰化結晶の超微細構造を透過型電子顕微鏡(TEM)およびTEM-EDXで元素分析等を行い、以前の研究成果と統合的に解析を進めている。
(2)血管石灰化を生じるモデル動物であるklotho遺伝子変異(kl/kl)マウスの大動脈において、死んだ平滑筋細胞や細胞内への無秩序なCa・P沈着は認められず、①基質小胞の分泌・産生によるbiologicalcalcificationと②断裂した弾性線維へのdystrophic calcificationの二通りが観察された。これらは、粥状変性内の石灰化とは異なったメカニズムであることが強く示唆された。また、一部で、骨基質様のマトリックスが形成され、TRAPase/cathepsin K陽性破骨細胞が出現したことから、血管石灰化と言われていた現象は、「血管骨化 : vascular ossification」の1つのプロセスである可能性が非常に高いと推測された。さらに、ヒト慢性腎臓病患者の動脈を組織学的に解析した結果、血管石灰化・血管骨化が遺伝子組み換えマウスだけではなく、ヒトの動脈にも認められることを明らかとした。

Strategy for Future Research Activity

(抄録なし)

Research Products

• [Journal Article] 顎関節症患者における咬合の変化と三次元CT画像診断～咬合平面と顆路角の変化について～ (2014)
  • Author(s): 大畑昇、狩野薫、高道理、上田康夫、佐藤華織、谷野之紀、有馬太郎、齋藤彰、谷内田渉、田外智洋、弓削文彦、加藤剛士、長谷川智香、竹内多美代、小林有哉、上北広樹、中島利徳、生駒朋子、浮田万由美、成瀬真智, 他(全56名)
  • Journal Title: 北海道歯科医師会師誌 Volume: 69 Pages: 75-80
• [Journal Article] 骨基質バイオミネラリゼーションの顕微解剖学 (2014)
  • Author(s): 網塚憲生、長谷川智香、山本知真也、織田公光
  • Journal Title: CLINICAL CALCIUM Volume: 24(2)(CliCa1402203214.) Pages: 47-58
• [Journal Article] Klotho欠損環境における骨細胞と基質石灰化 (2014)
  • Author(s): 佐々木宗輝、本郷裕美、山本知真也、長谷川智香、網塚憲生
  • Journal Title: THE BONE Volume: 28(1) Pages: 7-12
• [Journal Article] 骨の微細環境における細胞性ネットワーク-組織学・微細構造学的見解から- (2014)
  • Author(s): 網塚憲生、山本知真也、長谷川智香
  • Journal Title: CLINICAL CALCIUM Volume: 24(4)(CliCa1404475485.) Pages: 475-485
• [Journal Article] Sclerostin is differently immunolocalized in metaphyseal trabecules and cortical bones of mouse tibiae (2013)
  • Author(s): Hasegawa T., Amizuka N., Yamada T., Liu Z., Miyamoto Y., Ymamoto T., Sasaki M., Hongo H., Suzuki R., Freitas PHL., Yamamoto T., Oda K., Li M
  • Journal Title: Biomedical Research Volume: 34(3) Pages: 153-159
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Histochemical aspects of the vascular invasion at the erosion zone of the epipbyseal cartilage in MMP-9-deficient mice (2013)
  • Author(s): Kojima T., Hasegawa T., Freitas PHL., Yamamoto T., Sasaki M., Horiuchi K., Hongo H., Yamada T., Sakagami N., Saito N., Yoshizawa M., Kobayashi T., Maeda T., Saito C., Amizuka N.
  • Journal Title: Biomedical Research Volume: 34(3) Pages: 119-128
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Medial vascular calcification : a new concept challenging the classical paradigm of dystrophic calcification (2013)
  • Author(s): Hasegawa T., Sasaki M., Liu Z., Yamada T, , Yamamoto T., Hongo H., Suzuki R., Miyamoto Y., Yamamoto T., Freitas PHL., Li M., Amizuka N.
  • Journal Title: Hokkaido Journal of Dental Science Volume: 34(1) Pages: 2-10
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Altered distribution of bone matrix proteins and defective bone mineralization in klotho-deficient mice (2013)
  • Author(s): Sasaki M., Hasegawa T., Yamada T., Hongo H., Freitas PHL., Suzuki R., Yamamoto T., Tabata C, , Toyosawa S., Yamamoto T., Oda K., Li M., Inoue N, , Amizuka N.
  • Journal Title: Bone Volume: 57(1) Issue: 1 Pages: 206-219
  • DOI: 10.1016/j.bone.2013.08.008
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 骨細胞の機能とFGF23/klothoシステム (2013)
  • Author(s): 網塚憲生、長谷川智香、佐々木宗輝、山本知真也、山本恒之
  • Journal Title: CLINICAL CALCIUM Volume: 23(10)(CliCa131014531461.) Pages: 61-69
• [Journal Article] 1. 骨の微細環境における骨細胞. (2013)
  • Author(s): 網塚憲生、山本知真也、佐々木宗輝、長谷川智香
  • Journal Title: THE BONE Volume: 27(3) Pages: 23-29
• [Journal Article] Histochemical examination of vascular medial calcification of aorta in klotho-deficient mice. (2013)
  • Author(s): Hasegawa T., Amizuka N., et al
  • Journal Title: Journal of Oral Biosciences Volume: 55 Issue: 1 Pages: 10-15
  • DOI: 10.1016/j.job.2012.12.003
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Histochemical aspects of the vascular invasion at the erosion zone of the epiphyseal cartilage in MMP-9-deficient mice. (2013)
  • Author(s): Hasegawa T., Kojima T., Amizuka N., et al
  • Journal Title: Biomedical Research Volume: (印刷中)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Medial vascular calcification : a new concept challenging the classical paradigm of dystrophic calcification. (2013)
  • Author(s): Hasegawa T., Amizuka N., et al
  • Journal Title: Hokkaido Journal of Dental Science Volume: (印刷中)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Histological examination on osteoblastic activities in the alveolar bone of transgenic mice with induced ablation of steocytes. (2013)
  • Author(s): Li M., Hasegawa T., Amizuka N., et al
  • Journal Title: Histology and Histopathology Volume: 28(3) Pages: 327-335
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Altered distribution of bone matrix proteins and defective bone mineralization in klotho-deficient mice. (2013)
  • Author(s): Sasaki M., Hasegawa T., Amizuka N., et al
  • Journal Title: Hokkaido Journal of Dental Science Volume: (印刷中)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Altered distribution of extracellular matrix proteins in the periodontal ligament of periostin-deficient mice. (2013)
  • Author(s): Tabata C., Hasegawa T., Amizuka N., et al
  • Journal Title: Hokkaido Journal of Dental Science Volume: (印刷中)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] もし北大歯学部の女子学生がアウトロー・デンチャーの極意を学んだら-北海道大学病院における歯科臨床実習事例- (2013)
  • Author(s): 大畑 昇、長谷川智香、他
  • Journal Title: 北海道歯科医師会師誌 Volume: 68 Pages: 69-73
• [Journal Article] Immunolocalization of sclerostin synthesized by osteocytes in relation to bone remodeling in the interradicular septa of ovariectomized rats. (2012)
  • Author(s): Guo Y., Hasegawa T., Amizuka N., et al
  • Journal Title: Journal of Electron Microscopy Volume: 61(5) Issue: 5 Pages: 309-320
  • DOI: 10.1093/jmicro/dfs052
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Altered distribution of extracellular matrix proteins in the periodontal ligament of periostin-deficient mice
  • Author(s): Tabata C., Hongo H., Sasaki M., Hasegawa T., Freitas PHL., Yamada T., Yamamoto T., Suzuki R., Yamamoto T., Oda K., Li M., Kudo A., Iida J., Amizuka N.
  • Journal Title: Histology and Histopathology Volume: (印刷中)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Histochemical examination of cathepsin K, MMP1 and MMP2 in compressed periodontal ligament during orthodontic tooth movement in periostin deficient mice
  • Author(s): Lv S., Lui H., Cui J., Hasegawa T., Hongo H., Feng W., Li J., Sun B., Kudo A., Amizuka N., Li M.
  • Journal Title: Journal of Molecular Histology Volume: (印刷中)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] I㎜unolocalization of osteocyte-derived molecules during bone fracture healing of mouse ribs
  • Author(s): Liu Z., Yamamoto T., Hasegawa T., Freitas PHL, , Kudo A., Oda K., Li M., Amizuka N.
  • Journal Title: Hokkaido Journal of Dental Science Volume: (印刷中)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Histological assessment for femora of ovariectomized obesity (db/db) mice carrying mutated leptin receptor
  • Author(s): Tanaka Y., Yamada T., Hasegawa T., Yamamoto T., Sasaki M., Hongo H., Freitas PHL., Li M., Oda K., Totsuka Y., Tei K., Amizuka N.
  • Journal Title: Hokkaido Journal of Dental Science Volume: (印刷中)
  • Peer Reviewed
• [Presentation] klotho遺伝子変異マウスにおける血管骨化の微細構造学的解析. (2014)
  • Author(s): 長谷川智香
  • Organizer: 第1回臨床骨ネットワーク研究会
  • Place of Presentation: 品川プリンスホテル(東京都)
  • Year and Date: 2014-03-09
  • Invited
• [Presentation] klotho遺伝子変異マウスの血管石灰化・血管骨化における組織学的検索 (2014)
  • Author(s): 長谷川智香、山田珠希、佐々木宗輝、笹野泰之、網塚憲生
  • Organizer: 第119回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • Place of Presentation: 自治医科大学(下野市)
• [Presentation] C-src遺伝子欠損マウスにおける破骨細胞と骨芽細胞のカップリング現象. (2014)
  • Author(s): 虎谷 彌、長谷川智香、山本知真也、織田公光、網塚憲生
  • Organizer: 第119回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • Place of Presentation: 自治医科大学(下野市)
• [Presentation] Disrupted signaling of FGF23/klotho induces not ohly vascular calcification but also vascular ossification. (2013)
  • Author(s): Hasegawa T., Ohkido I., Syoji S., Yamada T., Oda K., Yokoyama K., Amizuka N.
  • Organizer: ANZBMS 23rd annual scientific meeting
  • Place of Presentation: Hilton on the Park (Australia)
• [Presentation] リモデリング・ミニモデリングの観点からみたエルデカルシトールとテリパラチドの骨形成作用. (2013)
  • Author(s): 網塚憲生、山本知真也、長谷川智香、佐々木宗輝
  • Organizer: 第31回日本骨代謝学会学術集会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場(神戸市)
  • Invited
• [Presentation] オーバービュー : 骨の司令塔―骨細胞―. (2013)
  • Author(s): 網塚憲生、宮本幸奈、本郷裕美、佐々木宗輝、長谷川智香
  • Organizer: 第55回歯科基礎医学会学術大会・総会
  • Place of Presentation: 岡山コンベンションセンター(岡山市)
  • Invited
• [Presentation] FGF23/klotho軸の破綻は血管石灰化だけでなく血管骨化を誘導する. (2013)
  • Author(s): 長谷川智香、大城戸一郎、庄司繁市、山田珠希、織田公光、横山啓太郎、網塚憲生
  • Organizer: 第31回日本骨代謝学会学術集会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場(神戸市)
• [Presentation] kl/klマウスは血管石灰化だけでなく血管骨化を示す-微細構造元素分析および組織形態解析 (2013)
  • Author(s): 長谷川智香、大城戸一郎、山田珠希、横山啓太郎、網塚憲生
  • Organizer: 第33回日本骨形態計測学会
  • Place of Presentation: アクトシティ浜松(浜松市)
• [Presentation] FGF23/klotho軸の破綻は血管骨化を誘導する-klotho遺伝子変異マウスを用いた組織学的検索 (2013)
  • Author(s): 長谷川智香、山田珠希、佐々木宗輝、笹野泰之、網塚憲生
  • Organizer: 第55回歯科基礎医学会学術大会・総会
  • Place of Presentation: 岡山コンベンションセンター(岡山市)
• [Presentation] Klotho遺伝子変異マウスで生じた血管骨化における組織学的検索. (2013)
  • Author(s): 長谷川智香、山田珠希、佐々木宗輝、網塚憲生
  • Organizer: 第15回日本骨粗鬆症学会 骨ドック・健診分科会
  • Place of Presentation: 大阪国際会議場(大阪市)
• [Presentation] アスコルビン酸合成能欠如(ODS)ラット脛骨の骨基質石灰化異常における微細構造学的検索 (2013)
  • Author(s): 長谷川智香
  • Organizer: 平成25年度北海道歯学会秋季学術集会
  • Place of Presentation: 北海道大学(札幌市)
• [Presentation] III型Na輸送担体過剰発現ラットにおける大動脈壁の微細構造の変化について. (2013)
  • Author(s): 鈴木敦詞、長谷川智香、植田佐保子、平井博之、四馬田恵、網塚憲生、伊藤光泰
  • Organizer: 第31回日本骨代謝学会学術集会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場(神戸市)
• [Presentation] 副甲状腺ホルモンの間歇投与頻度が骨の細胞群に及ぼす作用-モデル動物を用いた形態学的検索- (2013)
  • Author(s): 山本知真也、佐々木宗輝、本郷裕美、田中祐介、長谷川智香、山田珠希、山本恒之、網塚憲生
  • Organizer: 第33回日本骨形態計測学会
  • Place of Presentation: アクトシティ浜松(浜松市)
• [Presentation] オスミウム浸軟法による破骨細胞波状縁の立体微細形態について. (2013)
  • Author(s): 山本恒之、長谷川智香、本郷裕美、山本知真也、網塚憲生
  • Organizer: 第33回日本骨形熊計測学会
  • Place of Presentation: アクトシティ浜松(浜松市)
• [Presentation] 顎関節症患者における咬合の変化と三次元CT画像診断～咬合平面と顆路角の変化について～. (2013)
  • Author(s): 大畑昇、狩野薫、高道理、上田康夫、佐藤華織、谷野之紀、有馬太郎、齋藤彰、谷内田渉、田外智洋、弓削文彦、加藤剛士、長谷川智香、竹内多美代、小林有哉、上北広樹、中島利徳、生駒朋子、浮田万由美、成瀬真智, 他(全56名)
  • Organizer: 第66回北海道歯科学術大会
  • Place of Presentation: 札幌パークホテル(札幌市)
• [Presentation] 卵巣摘出レプチン受容体遺伝子変異(db/db)マウスの骨組織における組織化学的検索. (2013)
  • Author(s): 田中祐介、長谷川智香、山田珠希、織田公光、鄭漢忠、網塚憲生
  • Organizer: 第55回歯科基礎医学会学術大会・総会
  • Place of Presentation: 岡山コンベンションセンター(岡山市)
• [Presentation] RANKL遺伝子欠損マウスにおける破骨細胞様細胞の微細構造学的解析 (2013)
  • Author(s): 宮本幸奈、長谷川智香、佐々木宗輝、織田公光、宇田川信之、山本恒之、網塚憲生
  • Organizer: 第55回歯科基礎医学会学術大会・総会
  • Place of Presentation: 岡山コンベンションセンター(岡山市)
• [Presentation] 咬合負荷が抜歯即時埋入チタンインプラント周囲の骨組織に与える影響について. (2013)
  • Author(s): 池田欣希、長谷川智香、網塚憲生、横山敦郎
  • Organizer: 第55回歯科基礎医学会学術大会・総会
  • Place of Presentation: 岡山コンベンションセンター(岡山市)
• [Presentation] セメント質初期形成における上皮鞘細胞と歯小嚢細胞の動態について (2013)
  • Author(s): 山本恒之、長谷川智香、山本知真也、本郷裕美、山田珠希、織田公光、網塚憲生
  • Organizer: 第55回歯科基礎医学会学術大会・総会
  • Place of Presentation: 岡山コンベンションセンター(岡山市)
• [Presentation] bisphosphonate投与中止後の骨の細胞群における組織化学的検索。 (2013)
  • Author(s): 坪井香奈子、佐々木宗輝、長谷川智香、北川善政、網塚憲生
  • Organizer: 第55回歯科基礎医学会学術大会・総会
  • Place of Presentation: 岡山コンベンションセンター(岡山市)
• [Presentation] 副甲状腺ホルモン間歇投与の頻度が骨の細胞動態に及ぼす影響について. (2013)
  • Author(s): 山本知真也、佐々木宗輝、本郷裕美、長谷川智香、山田珠希、山本恒之、網塚憲生
  • Organizer: 第55回歯科基礎医学会学術大会・総会
  • Place of Presentation: 岡山コンベンションセンター(岡山市)
• [Presentation] 乳癌骨転移巣における骨細胞産生因子の組織化学的解析. (2013)
  • Author(s): 山田珠希、坪井香奈子、平賀徹、山本知真也、田中祐介、長谷川智香、織田公光、網塚憲生
  • Organizer: 第55回歯科基礎医学会学術大会・総会
  • Place of Presentation: 岡山コンベンションセンター(岡山市)
• [Presentation] レプチン受容体遺伝子変異(db/db)マウスの卵巣摘出後における骨組織の変化について. (2013)
  • Author(s): 田中祐介、長谷川智香、本郷裕美、佐々木宗輝、山田珠希、戸塚靖則、鄭漢忠、網塚憲生
  • Organizer: 第15回日本骨粗鬆症学会 骨ドック・健診分科会
  • Place of Presentation: 大阪国際会議場(大阪市)
• [Presentation] 副甲状腺ホルモン(PTH)間歇投与における投与量・投与頻度が骨形成に及ぼす影響について. (2013)
  • Author(s): 山本知真也、佐々木宗輝、長谷川智香、網塚憲生
  • Organizer: 第15回日本骨粗鬆症学会 骨ドック・健診分科会
  • Place of Presentation: 大阪国際会議場(大阪市)
• [Presentation] klotho遺伝子欠損マウスの骨組織・血管石灰化における微細構造学的検索. (2012)
  • Author(s): 長谷川智香
  • Organizer: 第26回ROD-21研究会
  • Place of Presentation: ニューオータニイン東京(東京都)
  • Year and Date: 2012-09-01
• [Presentation] klotho欠損マウスにおける血管石灰化の組織化学的・微細構造学的検索. (2012)
  • Author(s): 長谷川智香、大城戸一郎、山田珠希、横山啓太郎、網塚憲生
  • Organizer: 第30回日本骨代謝学会学術集会
  • Place of Presentation: 京王プラザ(東京都)
• [Book] ガイドラインサポートハンドブック 慢性腎臓病に伴う骨ミネラル代謝異常(CKD-MBD)改訂版 (2013)
  • Author(s): 長谷川智香、網塚憲生、他
  • Publisher: 医薬ジャーナル社(印刷中)
• [Book] 「新しい骨形態計測～Modern Bone Histomorphometry～」 電子顕微鏡Electron Microscopy (2013)
  • Author(s): 長谷川智香、網塚憲生、他
  • Publisher: 新潟骨の科学研究所(印刷中)
• [Book] CKD-MBDハンドブック2 第1章 ミネラル代謝の生理 6.骨代謝回転と石灰化. (2013)
  • Author(s): 網塚憲生、長谷川智香、他
  • Publisher: 日本メディカルセンター(印刷中)
• [Book] 「骨転移のバイオオロジーとマネージメント」 転移標的臓器としての骨の解剖学・組織学 (2012)
  • Author(s): 長谷川智香、網塚憲生、他
  • Total Pages: 11
  • Publisher: 医薬ジャーナル社
• [Book] 骨形成系に関わる細胞群の微細構造学的知見. 実験医学増刊号『骨代謝制御の分子メカニズムと骨代謝疾患の最新治療(仮)』
  • Author(s): 網塚憲生、山本知真也、長谷川智香、佐々木宗輝
  • Publisher: 羊土社(印刷中)