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Elucidation of the mechanism in bone metabolism using changes of gravity vector and parameter.

Publicly

Project Area"LIVING IN SPACE" - Integral Understanding of life-regulation mechanism from "SPACE"
Project/Area Number 18H04986
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research InstitutionShowa University

Principal Investigator

茶谷 昌宏  昭和大学, 歯学部, 助教 (80628628)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2020-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Keywords破骨細胞 / 重力 / メダカ / 骨代謝 / 骨芽細胞
Outline of Annual Research Achievements

重力は地球上の全ての生物に影響しており、3次元で構成された生体中で細胞と細胞外基質をつなぎとめる細胞接着装置は重力環境下で生物が進化する上で無くてはならない構造体と考えられる。重力の大きさが約100万分の1となる国際宇宙ステーションは微小重力環境と呼ばれ、人間が生活すると骨量が減少する。申請者らは遺伝子改変メダカを用いた宇宙実験を行い、破骨細胞が活性化することを明らかにした(Chatani et al, Sci Rep 2015)。このことは、破骨細胞は重力に依存した活性化調節機構を有していることを示唆するが、詳細なメカニズムは不明である。破骨細胞は骨を溶かすために骨基質と強く接着する必要があり、インテグリンを含んだ細胞接着構造を持っている。この構造は細胞が細胞外環境を繊細に感受できる複合体を構築しており、きわめてよくコントロールされたInside-Out Signalingが可能である。破骨細胞の重力感知は細胞接着装置を介して行われると仮定し、その機構を明らかにする。
前回の公募研究の成果として、国際宇宙ステーションでの蛍光タンパク質発現上昇と、微小重力環境下での骨関連遺伝子が急激に発現上昇することを明らかにした(Chatani et al, Sci Rep 2016)。本研究では、細胞の培養実験において細胞の接着面が重力方向に対して傾斜する角度で培養する実験を行った。骨に関連する様々な細胞種で検討したところ、破骨細胞の培養において重力方向への移動がみられた。この現象を正確に再現するために傾きの条件など、培養条件を検討した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

再現性を確認しつつ、細胞の接着面を傾斜させる培養実験系の構築に時間を要した。現在は、傾斜計測計を初めとして傾斜培養実験をする準備が整いつつある。これからこの実験系を利用して、実験を推進する予定である。

Strategy for Future Research Activity

細胞の重力影響を調べるための、傾斜型培養実験系の準備が整ったため、それを用いて、細胞の重力応答性を定量的に解析していく。
FACSや阻害薬を用いて、細胞の性質を調べていき、破骨前駆細胞の種類について解析する。

Report

(1 results)
  • 2018 Annual Research Report

Research Products

(10 results)

All 2019 2018

All Journal Article Presentation Book

  • [Journal Article] Anti-mouse RANKL Antibodies Inhibit Alveolar Bone Destruction in Periodontitis Model Mice2018

    • Author(s)
      Kuritani M, Sakai N, Karakawa A, Isawa M, Chatani M, Negishi-Koga T, Funatsu T, Takami M.
    • Journal Title

      Biol. Pharm. Bull.

      Volume: 41 Issue: 4 Pages: 637-643

    • DOI

      10.1248/bpb.b18-00026

    • NAID

      130006602562

    • ISSN
      0918-6158, 1347-5215
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] 400㎞上空の生きた細胞を見る2018

    • Author(s)
      茶谷 昌宏
    • Journal Title

      月刊細胞

      Volume: 50 Pages: 38-39

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] メダカ骨芽細胞/破骨細胞の微小重力環境に対する初期応答2018

    • Author(s)
      茶谷 昌宏
    • Journal Title

      White

      Volume: 6 Pages: 69-70

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] The potential of medaka fish to uncover mechanisms of gravity response.2018

    • Author(s)
      Chatani M
    • Organizer
      15th Korea-Japan Joint Seminar on Space Environment Utilization Research
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] メダカ骨芽細胞/破骨細胞の微小重力環境に対する初期応答2018

    • Author(s)
      茶谷 昌宏
    • Organizer
      第5回臨床骨ネットワーク研究会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Effects of gravity change on medaka fish hard tissues.2018

    • Author(s)
      Chatani M, Mitsuhashi A, Dodo Y, Azetsu Y, Sakai N, Kudo A, Takami M
    • Organizer
      29th Australian and New Zealand Bone and Mineral Society (ANZBMS) ANNUAL SCIENTIFIC MEETING
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 重力が歯と骨の恒常性に及ぼす作用-メダカを用いた加重力実験2018

    • Author(s)
      茶谷 昌宏, 三橋 あい子, 畔津 佑季, 坂井 信裕, 工藤 明, 高見 正道
    • Organizer
      第36回日本骨代謝学会学術集会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 重力変化がメダカの硬組織に与える影響2018

    • Author(s)
      茶谷 昌宏
    • Organizer
      第347回昭和大学学士会例会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Book] Handbook of Space Pharmaceuticals2019

    • Author(s)
      Chatani M, Kudo A
    • Total Pages
      1800
    • Publisher
      Springer, Switzerland
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Book] Zebrafish, Medaka and Other Small Fishes.2018

    • Author(s)
      Chatani M, Kudo A
    • Total Pages
      315
    • Publisher
      Springer, Singapore.
    • ISBN
      9789811318788
    • Related Report
      2018 Annual Research Report

URL: 

Published: 2018-04-23   Modified: 2019-12-27  

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