膜電位操作回路による生体骨構築のための基盤研究－光照射による骨リモデリング制御－
Publicly Offered Research
| Project Area | Synthetic biology for the comprehension of biomolecular networks |
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| Project/Area Number |
24119505
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Complex systems
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| Research Institution | Tokyo Medical and Dental University |
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Principal Investigator |
納富 拓也 東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 特任講師 (70542249)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2014-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2013)
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| Budget Amount *help |
¥14,040,000 (Direct Cost: ¥10,800,000、Indirect Cost: ¥3,240,000)
Fiscal Year 2013: ¥7,020,000 (Direct Cost: ¥5,400,000、Indirect Cost: ¥1,620,000)
Fiscal Year 2012: ¥7,020,000 (Direct Cost: ¥5,400,000、Indirect Cost: ¥1,620,000)
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| Keywords | 骨代謝 / 破骨細胞 / 骨芽細胞 / 光 / 膜電位 |
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| Research Abstract |
超高齢化社会を迎えて、骨粗鬆症を代表とする骨疾患は増え続けている。この治療・改善には、骨リモデリング機構を明らかにするとともに、そのコントロールが必要である。光活性化型分子を用いて、骨芽細胞・破骨細胞に膜電位操作回路を導入することに成功した。本研究では、創出した膜電位操作回路導入骨芽細胞・破骨細胞を用いて、骨リモデリング制御により、生体内において骨構築をおこなうことを目的とした。
本年度では、マウス生体内において、膜電位操作を介した骨リモデリング制御を通して骨構築をおこなうことを目的とした。確立した膜電位操作回路を用いて、生体内骨構築を試みた。頭頂骨由来の骨芽細胞に膜電位操作回路を導入して、マトリゲルとともにマウス頭頂骨欠損部に埋め込んだところ、細胞群の欠損部位における定着が確認された。透明プラスチックを通して光照射による膜電位操作をおこなうと、8週間後に骨欠損部の骨量回復が対照群に比べて顕著に認められた。この結果から、本研究で開発した膜電位操作回路の生体内における適用性が確認された。また、膜電位操作による細胞機能コントロールについても検討をすすめた。分子の細胞内輸送に焦点をあてて検討をおこなったところ、骨芽細胞において、破骨細胞形成因子の一つであるRANKLの細胞内輸送と膜電位変動の関係が明らかとなった。その細胞内輸送には、多様なイオンチャネルが関与しており、特に電位依存性のカルシウムチャネルの役割を確認した。これらの結果から、非興奮性細胞における膜電位変動の重要性が明らかとなった。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(29 results)
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[Journal Article] Migration linked to FUCCI-indicated cell cycle is controlled by PTH and mechanical stress2014
Author(s)
Jumpei Shirakawa, Yoichi Ezura, Shuichi Moriya, Makiri Kawasaki, Takayuki Yamada, Takuya Notomi, Tetsuya Nakamoto, Tadayoshi Hayata, Atsushi Miyawaki, Ken Omura, Masaki Noda
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Journal Title
Related Report
Peer Reviewed
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[Journal Article] Stability of mRNA influences osteoporotic bone mass via Cnot32014
Author(s)
Chiho Watanabe, Masahiro Morita, Yoichi Ezura, Tetsuya Nakamoto, Tadayoshi Hayata, Chisato Kikuguchi, Li Xue, Yasuhiro Kobayashi, Naoyuki Takahashi, Takuya Notomi, Keiji Moriyama, Tadashi Yamamoto, Masaki Noda
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Journal Title
Proc Natl Acad Sci U S A
Volume: 111
Pages: 2692-7
Related Report
Peer Reviewed
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[Journal Article] Osteoblastic differentiation enhances expression of TRPV4 that is required for calcium oscillation induced by mechanical force2013
Author(s)
Takafumi Suzuki, Takuya Notomi (Corresponding author), Daizuke Miyajima, Fumitaka Mizoguchi, Tadayoshi Hayata, Tetsuya Nakamoto, Ryo Hanyu, Paksinee Kamolratanakul, Atsuko Mizuno, Makoto Suzuki, Yoichi Ezura, Yuichi Izumi, Masaki Noda
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Journal Title
Bone
Volume: 54
Pages: 172-8
Related Report
Peer Reviewed
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[Journal Article] CIZ/NMP4 is expressed in B16 melanoma and forms a positive feedback loop with RANKL to promote migration of the melanoma cells2012
Author(s)
Sakuma, T., Nakamoto, T., Hemmi, H., Kitazawa, S., Kitazawa, R., Notomi, T., Hayata, T., Ezura, Y., Amagasa, T., and Noda, M
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Journal Title
Journal of cellular physiology
Volume: 227
Issue: 7
Pages: 2807-2812
DOI
Related Report
Peer Reviewed
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