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Development of new therapeutic agents for bone and periodontal diseases based on the bone metabolism-uncoupling mechanisms

Research Project

Project/Area Number 19K22729
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 57:Oral science and related fields
Research InstitutionMatsumoto Dental University

Principal Investigator

Koide Masanori  松本歯科大学, 総合歯科医学研究所, 准教授 (10367617)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 小林 泰浩  松本歯科大学, 総合歯科医学研究所, 教授 (20264252)
山下 照仁  松本歯科大学, 総合歯科医学研究所, 准教授 (90302893)
村上 康平  岡山理科大学, 獣医学部, 助教 (60791837)
尾崎 友輝  松本歯科大学, 歯学部, 助教 (10802902)
Project Period (FY) 2019-06-28 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Keywords骨 / 骨代謝共役 / 破骨細胞 / 骨芽細胞 / 骨細胞 / 歯周病 / 骨代謝―脱共役 / 骨リモデリング / 脱共役因子
Outline of Research at the Start

骨リモデリングにおいて、破骨細胞、骨芽細胞および骨細胞の細胞間コミュニケーションが機能すると骨代謝共役が起こり、骨量が維持される。一方、この細胞間コミュニケーションの破綻は、骨量減少を引き起こす。しかし、加齢や炎症において、どのように細胞間のコミュニケーションが破綻し、骨代謝―脱共役が起こるかは不明である。本研究では、骨代謝―脱共役因子の増加の結果、骨リモデリングの破綻と骨量減少が起こることを明らかにする。老化細胞を除去した老化マウスの骨組織で発現する骨代謝ー脱共役因子とそのシグナルを同定する。骨代謝―脱共役シグナルの阻害による新たな骨および歯周疾患治療薬の開発につながる。

Outline of Final Research Achievements

In bone remodeling, the functioning of cell-to-cell communication between osteoclasts, osteoblasts and osteocytes results in bone metabolism coupling and maintenance of bone mass. On the other hand, this disruption of cell-cell communication causes bone loss. However, it is unclear how cell-cell communication is disrupted and bone metabolism-uncoupled occurs during aging and inflammation. In this study, we worked to elucidate the mechanism that disrupts the regulation of bone metabolism and clarified the role of factors that can restore the regulation of bone metabolism. Information that contributes to treatment strategies for osteoporosis and periodontal disease was clarified.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

老化細胞を除去した老化マウスの骨組織で発現する骨代謝ー脱共役因子とそのシグナルを解明して、老化の原因遺伝子を同定を試みた。この加齢あるいは炎症に伴う骨量減少の原因因子の探索より、スクレロスチンが骨代謝へ及ぼす影響が重要であることを実証した。このスクレロスチンの抑制は骨吸収に依存しないモデリングベースの骨形成を促進させる。しかし、スクレロスチン欠損マウスでは、骨吸収をベースとしたリモデリンベースの骨形成が優勢であることを明らかにした。この成果は骨粗鬆症および歯周疾患に対する治療薬の適正な使用方法についての情報を提供する。

Report

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

    (27 results)

All 2021 2020 2019 2018 Other

All Journal Article (8 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Peer Reviewed: 8 results,  Open Access: 7 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 2 results) Book (3 results) Remarks (3 results)

  • [Journal Article] Effector memory CD4+T cells in mesenteric lymph nodes mediate bone loss in food-allergic enteropathy model mice, creating IL-4 dominance2021

    • Author(s)
      Ono-Ohmachi Aiko、Udagawa Nobuyuki、Nakamichi Yuko、Koide Masanori、Nakajima-Adachi Haruyo
    • Journal Title

      Mucosal Immunology

      Volume: 14 Issue: 6 Pages: 1335-1346

    • DOI

      10.1038/s41385-021-00434-2

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [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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      2021 Annual Research Report
    • 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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    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] The Vitamin D Receptor in Osteoblast-Lineage Cells Is Essential for the Proresorptive Activity of 1α,25(OH)2D3 In Vivo2020

    • Author(s)
      Tomoki Mori, Kanji Horibe, Masanori Koide, Shunsuke Uehara, Yoko Yamamoto, Shigeaki Kato, Hisataka Yasuda, Naoyuki Takahashi, Nobuyuki Udagawa, Yuko Nakamichi
    • Journal Title

      Endocrinology .

      Volume: 161 Issue: 11 Pages: 1-14

    • DOI

      10.1210/endocr/bqaa178

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] The Regulation of Bone Metabolism and Disorders by Wnt Signaling.2019

    • Author(s)
      Maeda K, Kobayashi Y, Koide M, Uehara S, Okamoto M, Ishihara A, Kayama T, Saito M, Marumo K
    • Journal Title

      Int J Mol Sci

      Volume: 20 Issue: 22 Pages: 5525-5525

    • DOI

      10.3390/ijms20225525

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    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Blockade of the angiotensin II type 1 receptor increases bone mineral density and left ventricular2019

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

      European journal of pharmacology

      Volume: 859 Pages: 172519-172519

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    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Effects of shokyo (Zingiberis Rhizoma) and kankyo (Zingiberis Processum Rhizoma) on prostaglandin E<sub>2</sub> production in lipopolysaccharide-treated mouse macrophage RAW264.7 cells.2019

    • Author(s)
      Ara T,Koide M,Kitamura H,Sogawa N
    • Journal Title

      PeerJ

      Volume: 7 Pages: e7725-e7725

    • DOI

      10.7717/peerj.7725

    • NAID

      120006771442

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    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Regulatory mechanisms of sclerostin expression during bone remodeling2018

    • Author(s)
      Koide Masanori、Kobayashi Yasuhiro
    • Journal Title

      Journal of Bone and Mineral Metabolism

      Volume: 37 Issue: 1 Pages: 9-17

    • DOI

      10.1007/s00774-018-0971-7

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    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Macrophages promote bone regeneration through the activation of LepR (+) cells2021

    • Author(s)
      何治鋒,溝口 利英,平賀徹,村上康平,中道裕子,山下照仁,小出雅則,宇田川信之,小林泰浩
    • Organizer
      第91回松本歯科大学学会
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  • [Presentation] マクロファージはLepR陽性細胞を活性化し骨再生を促進する2021

    • Author(s)
      何治鋒,溝口 利英,平賀徹,村上康平,中道裕子,山下照仁,小出雅則,宇田川信之,小林泰浩
    • Organizer
      第39回日本骨代謝学会学術集会
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  • [Presentation] BMP 誘導性の異所性骨における骨形成抑制因子スクレロスチン陽性細胞の経時的観察2020

    • Author(s)
      松下雅衣,小出雅則,芳澤享子,堀部寛治,小林泰浩,山下照仁,中道裕子, 上原俊介,宇田川信之
    • Organizer
      第62回歯科基礎学会学術大会
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  • [Presentation] 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
      第62回歯科基礎学会学術大会
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    • Invited
  • [Presentation] プロテインキナーゼN3 (Pkn3) 阻害剤は、卵巣切除に伴う骨量減少を骨吸収抑制により軽減する2020

    • Author(s)
      上原俊介,山下照仁,村上康平,小出雅則,宇田川信之,小林泰浩
    • Organizer
      第38回日本骨代謝学会学術集会
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] Osteoclasts promote trabecular bone formation through the suppression of sclerostin expression2019

    • Author(s)
      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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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] The restorative effects of W9 peptide on alveolar bone loss in OPG-deficient mice2019

    • Author(s)
      Masanori Koide, Yuki Ozaki, Yuriko Furuya, Hisataka Yasuda, Teruhito Yamashita, Yasuhiro Kobayashi, Naoyuki
    • Organizer
      第42回日本分子生物学会年会
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    • Invited
  • [Presentation] 破骨細胞はLIF発現を亢進して、スクレロスチン発現を抑制する2019

    • Author(s)
      小出雅則, 小林泰浩, 山下照仁,上原俊介,村上康平,高橋直之,宇田川信之
    • Organizer
      第4回日本骨免疫学会ウインターセミナー
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] Pkn3阻害剤による骨吸収抑制2019

    • Author(s)
      上原俊介,村上康平,山下照仁,小出雅則,高橋直之,宇田川信之,小林泰浩
    • Organizer
      第4回日本骨免疫学会ウインターセミナー
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  • [Presentation] 破骨細胞はスクレロスチン発現を抑制して海綿骨の骨形成を促進する2019

    • Author(s)
      小出雅則
    • Organizer
      大阪大学蛋白質研究所セミナー「Wnt研究会2018-2019」
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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
    • Organizer
      第18回日本再生医療学会総会
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  • [Presentation] WntアンタゴニストSfrp5は破骨細胞の分化を抑制し、骨芽細胞の分化を促進する2019

    • Author(s)
      村上 康平, 宇田川 信之, 上原 俊介, 小出 雅則, 山下 照仁, 小林 泰浩
    • Organizer
      第37回日本骨代謝学会
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  • [Presentation] 活性型ビタミンD3は、骨芽細胞のビタミンD受容体を介して骨吸収と軟組織の石灰化を促進する2019

    • Author(s)
      森 智紀,堀部寛治,小出雅則,高橋直之,宇田川信之,中道裕子
    • Organizer
      第89回松本歯科大学学会
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  • [Book] 副甲状腺・骨代謝疾患診療マニュアル, 改訂第2版2019

    • Author(s)
      山下照仁, 小出雅則,高橋直之 (分担執筆)
    • Total Pages
      3
    • Publisher
      診断と治療社
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  • [Book] 分子リウマチ治療 12(3) 骨代謝・骨免疫(第21回) 歯周病の免疫学・骨代謝学2019

    • Author(s)
      宇田川 信之,小出 雅則,中村 美どり,守安 攝子,吉成 伸夫 (分担執筆)
    • Total Pages
      4
    • Publisher
      先端医学社
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  • [Book] Clinical Calcium 29(3) 【Wntシグナルと骨】Wntシグナルによる破骨細胞の制御2019

    • Author(s)
      小林 泰浩,上原 俊介,小出 雅則 (分担執筆)
    • Total Pages
      7
    • Publisher
      医薬ジャーナル社
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  • [Remarks] 松本歯科大学 研究所ホーム

    • URL

      https://www.mdu.ac.jp/laboratory/

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  • [Remarks] 骨代謝学会 1st Author

    • URL

      http://www.jsbmr.jp/1st_author/430_mkoide.html

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  • [Remarks] 松本歯科大学 研究所

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      https://www.mdu.ac.jp/laboratory/

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Published: 2019-07-04   Modified: 2023-01-30  

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