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Elucidation of the role of sclerostin in growth and development process of bone

Research Project

Project/Area Number 19K10395
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 57070:Developmental dentistry-related
Research InstitutionMatsumoto Dental University

Principal Investigator

Nakamura Midori  松本歯科大学, 歯学部, 准教授 (90278177)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 中村 浩志  松本歯科大学, 歯学部, 講師 (00278178)
宇田川 信之  松本歯科大学, 歯学部, 教授 (70245801)
大須賀 直人  松本歯科大学, 歯学部, 教授 (80247535)
山下 照仁  松本歯科大学, 総合歯科医学研究所, 准教授 (90302893)
上原 俊介  松本歯科大学, 歯学部, 講師 (90434480)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords破骨細胞 / 骨芽細胞 / 骨細胞 / 軟骨細胞 / 骨代謝カップリング / スクレロスチン / BMP / RANKL / 骨誘導因子(BMP) / 異所性骨 / 成長発育 / 石灰化 / 骨形成 / 骨吸収 / 骨カップリング / オステオプロテゲリン
Outline of Research at the Start

本研究は、小児の成長発育過程やメカニカルストレスが関与する歯科矯正治療による骨リモデリングの際に、骨細胞が産生する骨形成抑制サイトカインであるスクレロスチンの役割を解明することを目的としている。骨細胞の機能についてはまだ不明な点も多く、メカニカルストレスの伝達機構、骨リモデリングにおける骨細胞の役割についての解明が待たれる背景の下、本研究計画を策定した。骨細胞から骨芽細胞に向けての骨形成シグナルに関しては、現在の骨代謝研究の中で大変注目されている分野であるが、骨の成長期における骨代謝共役やメカニカルストレスとの関連を解明しようとする発想は、新鮮かつ独創的なものである。

Outline of Final Research Achievements

The role of bone cells in bone tissue has been unknown for many years, but in recent years, it has been discovered that osteocytes specifically secrete a protein called sclerostin, and it has been reported that sclerostin has an inhibitory effect on bone formation. Bone morphogenetic protein (BMP) is a protein that is present in the bone matrix and induces ectopic bone formation. Therefore, we analyzed the expression of sclerostin in recombinant BMP-2 -induced ectopic bone. As a result of immunostaining using an anti-sclerostin antibody, expression of sclerostin was observed in chondrocytes, and appearance of sclerostin-positive bone cells was also observed in osteocytes in bone-like tissue.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

骨のリモデリングとは、骨吸収と骨形成が絶え間なく繰り返されることにより、古い骨が新しい骨に置換(カップリング)されていくことである。この骨吸収と骨形成の量は、小児のような成長期においては、骨形成が骨吸収活性を凌駕する。本研究では、骨組織における骨形成抑制因子スクレロスチンの発現制御および骨誘導因子(BMP)誘導性の異所性骨形成モデルにおけるスクレロスチンの発現を解析した。骨細胞から骨芽細胞に向けての骨形成シグナルに関しては、骨代謝研究の中で大変注目されている分野であるが、骨の成長期における骨代謝共役を解明しようとする本研究は、大変重要なものである。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (29 results)

All 2021 2020 2019

All Journal Article (13 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Peer Reviewed: 12 results,  Open Access: 6 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 3 results) Book (3 results)

  • [Journal Article] 上顎前歯部に3本の過剰歯を認めた1例2021

    • Author(s)
      岡添 忍, 中村浩志, 中村美どり, 桒原 康生, 加藤那奈, 森山敬太, 正村正仁, 大須賀直人
    • Journal Title

      松本歯学

      Volume: 40 Pages: 39-47

    • NAID

      120007144253

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  • [Journal Article] Histochemical assessment on the cellular interplay of vascular endothelial cells and septoclasts during endochondral ossification in mice.2021

    • Author(s)
      Tsuchiya E., Hasegawa T., Hongo H., Yamamoto T., Abe M., Yoshida T., Zhao S., Tsuboi K., Udagawa N., Freitas PHL., Li M., Kitagawa Y., Amizuka N.
    • Journal Title

      Microscopy.

      Volume: 70 Issue: 2 Pages: 201-214

    • DOI

      10.1093/jmicro/dfaa047

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    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Osteoclast differentiation by RANKL and OPG signaling pathways2020

    • Author(s)
      Udagawa Nobuyuki、Koide Masanori、Nakamura Midori、Nakamichi Yuko、Yamashita Teruhito、Uehara Shunsuke、Kobayashi Yasuhiro、Furuya Yuriko、Yasuda Hisataka、Fukuda Chie、Tsuda Eisuke
    • Journal Title

      Journal of Bone and Mineral Metabolism

      Volume: 39 Issue: 1 Pages: 19-26

    • DOI

      10.1007/s00774-020-01162-6

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Sclerostin expression in trabecular bone is downregulated by osteoclasts2020

    • Author(s)
      Masanori Koide, Teruhito Yamashita, Kohei Murakami, Shunsuke Uehara, Keigo Nakamura, Midori Nakamura, Mai Matsushita, Toshiaki Ara, Hisataka Yasuda, Josef M Penninger, Naoyuki Takahashi, Nobuyuki Udagawa, Yasuhiro Kobayashi
    • Journal Title

      Sci Rep .

      Volume: 10 Issue: 1 Pages: 13751-13751

    • DOI

      10.1038/s41598-020-70817-1

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    • Author(s)
      Kimura S, Nakamura Y, Kobayashi N, Shiroguchi K, KawakamiE, Mutoh M, Takahashi-Iwanaga H, Yamada T, Hisamoto M, Nakamura M, Udagawa N, Sato S, KaishoT, Iwanaga T, Hase K.
    • Journal Title

      Nat Commun

      Volume: 11 Issue: 1 Pages: 234-234

    • DOI

      10.1038/s41467-019-13883-y

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  • [Journal Article] 新型コロナウイルスの抗体検査を用いた松本歯科大学学生・教職員の疫学調査2020

    • Author(s)
      前島 信也, 宇田川信之, 中西正人, 中村美どり, 山賀 孝之, 山下照仁, 川 茂幸, 矢ヶ﨑 雅
    • Journal Title

      医学のあゆみ

      Volume: 274 Pages: 393-395

    • NAID

      40022289088

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  • [Journal Article] Astrocytic phagocytosis is a compensatory mechanism for microglial dysfunction2020

    • Author(s)
      Konishi Hiroyuki、Okamoto Takayuki、Hara Yuichiro、Komine Okiru、Tamada Hiromi、Maeda Mitsuyo、Osako Fumika、Kobayashi Masaaki、Nishiyama Akira、Kataoka Yosky、Takai Toshiyuki、Udagawa Nobuyuki、Jung Steffen、Ozato Keiko、Tamura Tomohiko、Tsuda Makoto、Yamanaka Koji、Ogi Tomoo、Sato Katsuaki、Kiyama Hiroshi
    • Journal Title

      The EMBO Journal

      Volume: 39 Issue: 22

    • DOI

      10.15252/embj.2020104464

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  • [Journal Article] Osteocytic Osteolysis in PTH-treated Wild-type and Rankl-/- Mice Examined by Transmission Electron Microscopy, Atomic Force Microscopy, and Isotope Microscopy.2020

    • Author(s)
      Hongo H., Hasegawa T., Saito M., Tsuboi K., Yamamoto T., Sasaki M., Abe M., Freitas PHL., Yurimoto H., Udagawa N., Li M., Amizuka N.
    • Journal Title

      J Histochem Cytochem.

      Volume: 68 Issue: 10 Pages: 651-668

    • DOI

      10.1369/0022155420961375

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  • [Journal Article] Effect of Small-molecule GSK3 Antagonist on Differentiation of Rat Dental Pulp Cells into Odontoblasts.2019

    • Author(s)
      Masuda Y, Sakagami H, Yokose S, Udagawa N
    • Journal Title

      In Vivo

      Volume: 61 Issue: 3 Pages: 135-140

    • DOI

      10.21873/invivo.11877

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  • [Journal Article] Blockade of the angiotensin II type 1 receptor increases bone mineral density and left ventricular contractility in a mouse model of juvenile Paget disease.2019

    • Author(s)
      Tsuruda T, Funamoto T, Udagawa N, Kurogi S, Nakamichi Y, Koide M, Chosa E, Asada Y, Kitamura K
    • Journal Title

      Eur J Pharmacol

      Volume: 859 Pages: 172519-172519

    • DOI

      10.1016/j.ejphar.2019.172519

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    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Parathyroid Hormone Shifts Cell Fate of a Leptin Receptor-Marked Stromal Population from Adipogenic to Osteoblastic Lineage.2019

    • Author(s)
      Yang M, Arai A, Udagawa N, Zhao L, Nishida D, Murakami K, Hiraga T, Takao-Kawabata R, Matsuo K, Komori T, Kobayashi Y, Takahashi N, Isogai Y, Ishizuya T, Yamaguchi A, Mizoguchi T
    • Journal Title

      J Bone Miner Res

      Volume: 34 Issue: 10 Pages: 1952-1963

    • DOI

      10.1002/jbmr.3811

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Murine osteoclasts secrete serine protease HtrA1 capable of degrading osteoprotegerin in the bone microenvironment2019

    • Author(s)
      Ochiai Nagahiro、Nakachi Yutaka、Yokoo Tomotaka、Ichihara Takahiro、Eriksson Tore、Yonemoto Yuki、Kato Takehiko、Ogata Hitoshi、Fujimoto Natsuko、Kobayashi Yasuhiro、Udagawa Nobuyuki、Kaku Shinsuke、Ueki Tomokazu、Okazaki Yasushi、Takahashi Naoyuki、Suda Tatsuo
    • Journal Title

      Communications Biology

      Volume: 2 Issue: 1 Pages: 1-13

    • DOI

      10.1038/s42003-019-0334-5

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  • [Journal Article] 歯周組織の状態とフレイル,ソーシャルキャピタルの関連性に関する疫学研究.2019

    • Author(s)
      杉江美穂, 中村 卓, 中澤恵美子, 小町谷美帆, 田口 明, 宇田川信之, 吉成伸夫
    • Journal Title

      松本歯学

      Volume: 45 Pages: 1-10

    • NAID

      120006718418

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  • [Presentation] RANKL-RANK-OPG シグナル研究の最前線」心血管保護因子としてのオステオプロテゲリン2020

    • Author(s)
      鶴田敏博,小出雅則,中道裕子,中村美どり,宇田川信之,北村和雄
    • Organizer
      歯科基礎学会学術大会 (第62回)
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      溝口利英,趙 麗娟,荒井 敦,堀部寛治,細矢明宏,岡部幸司,進 正史,小林泰浩,宇田川信之,高橋直之
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  • [Presentation] 人生100歳時代を迎え、次世代型の保存治療学を求める2020

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      宇田川信之,中村勝文,赤司征大,横瀬敏志
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      日本歯科保存学会(第153回)
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  • [Presentation] 骨は生きている ‐骨粗鬆症の予防と治療‐2020

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      宇田川信之
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  • [Presentation] Importance of osteoclasts in osteogenic signals.2019

    • Author(s)
      Nobuyuki Udagawa, Masanori Koide, Teruhito Yamashita, Midori Nakamura, Shunsuke Uehara, Yasuhiro Kobayashi, Naoyuki Takahashi
    • Organizer
      日本分子生物学会年会(第42回)
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  • [Presentation] Siglec-15中和抗体による骨吸収抑制作用と骨芽細胞分化促進作用2019

    • Author(s)
      宇田川信之,小出雅則,上原俊介,荒井敦,溝口利英,山下照仁,中村美どり,小林泰浩,高橋直之,熊倉誠一郎,福田千恵,津田英資
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      日本再生医療学会総会(第18回)
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  • [Presentation] Osteoclasts promote trabecular bone formation through the suppression of sclerostin expression.2019

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      Masanori Koide, Yasuhiro Kobayashi, Teruhito Yamashita, Kohei Murakami, Shunsuke Uehara, Hisataka Yasuda, Naoyuki Takahashi, Nobuyuki Udagawa
    • Organizer
      The American Society for Bone and Mineral Research (ASBMR) 2019 Annual Meeting
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  • [Presentation] Histochemical evidence of the presence of osteoclast-like cells in RANKL-/- mice.2019

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      Yukina Miyamoto Takasaki, Miki Abe, Norio Amizuka, Tomoka Hasegawa, Nobuyuki Udagawa
    • Organizer
      The American Society for Bone and Mineral Research (ASBMR) 2019 Annual Meeting
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  • [Presentation] 小児用マウスガードの研究開発 ―第1報 材料学からのアプローチ―2019

    • Author(s)
      中村浩志, 中村美どり, 平林厚二, 大須賀直人
    • Organizer
      日本小児歯科学会大会(第57回)
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  • [Book] Osteoclasts in Principles of Bone Biology2020

    • Author(s)
      Takahashi N, Kobayashi Y, Udagawa N
    • Total Pages
      2024
    • Publisher
      Elsevier Inc.
    • ISBN
      9780128148419
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  • [Book] Vitamin D in The Regulation of Osteoclast. Encyclopedia of Bone Biology2020

    • Author(s)
      Takahashi N, Nakamichi Y, Udagawa N
    • Total Pages
      2374
    • Publisher
      Academic Press
    • ISBN
      9780128140826
    • Related Report
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  • [Book] Principles of Bone Biology 4th Edition2019

    • Author(s)
      Takahashi N, Kobayashi Y, Udagawa N
    • Total Pages
      2024
    • Publisher
      Elsevier Academic Press
    • Related Report
      2019 Research-status Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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