エネルギー損失分光電子顕微鏡を用いた組織細胞化学による石灰化研究の新しい展開

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10877289
• Research Institution: Niigata University
• Principal Investigator: 小澤 英浩 新潟大学, 歯学部, 教授 (60018413)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 網塚 憲生 新潟大学, 歯学部, 助手 (30242431) ; 中村 浩彰 新潟大学, 歯学部, 助手 (50227930) ; 入江 一元 新潟大学, 歯学部, 助手 (70223352) ; 江尻 貞一 新潟大学, 歯学部, 助教授 (40160361)
• Keywords: エネルギー損失分光電子顕微鏡 / 生物学的石灰化 / 骨基質 / プロテオグリカン / アルカリフォスファターゼ / デコリン / コラーゲン細線維 / 基質小胞

Research Abstract

生物学的石灰化機構を解明することを目的として、骨基質の石灰化過程が連続的に観察できる胎生19日齢のラット頭蓋骨を用い、透過型電子顕微鏡による微細形態の他、電子エネルギー損失型分光電子顕微鏡を応用し、新規に開発した方法で分子レベルでのCa、P元索の局在を検索するとともに、Cupolinic blueブロック染色によるプロテオグリカン(PG)細胞化学、アルカリフォスファターゼ(ALPase)酵素細胞化学、ALPase、ヒアルロン酸(HA)、デコリン(DCN)の凍結超薄法による免疫電顕を行った。
骨芽細胞直下の未石灰化類骨では、コラーゲン細線維や基質小胞周囲に、DCNやHAと思われる線維状あるいはボトルブラシ状のPGが豊富に存在しており、このような部位では、Ca元素やP元素の集積領域がお互いに独立して存在していた。基質小胞内でHAp結晶が析出し、それから癒合して石灰化球が形成されると、HAp結晶および近接する不定形電子密領域でCa、P元素の局在の重複が認められた。石灰化球の周辺では、コラーゲン細線維周囲に局在していたPGが減少する一方、石灰化球内部にDCNやHA由来と思われる断片化したPGが集積して網状の支柱構造を呈していた。また、石灰化球の内外にはALPaseの酵素活性および蛋白局在が観察された。石灰化が進行し、広範な石灰化基質が形成されると、PGやALPaseの局在は消失した。元素分析による局在同定の結果から、非石灰化領域においてはCa、P元素が散在性に局在しており、一方、石灰化球ではこれら元素が集積してHAp結晶の析出条件に達することが示唆された。このような石灰化球においては、断片化したPGは結晶成長の制御を行うと同時にCa^<2+>を保持し、ALPaseは局所Pを押し上げて、HAp結晶の形成、成長を促すものと推測された。

Research Products

• [Publications] Hiraga,T.他: "Morphology of bone metastasis." European Journal of Cancer. 34・2. 230-239 (1998)
• [Publications] Kameda,T.他: "Calcium-sensing receptor in mature osteoclasts,which are bone resorbing cells." Biochemical and Biophysical Research Communications. 245. 419-422 (1998)
• [Publications] Beck,L.他: "Targeted inactivation of Npt2 in mice leads to severe renal phosphate wasting,hypercalciuria,and skeletal abnormalities." Proceedings of the National Academy of Science of the United States of America. 95. 5372-5377 (1998)
• [Publications] Kabasawa,Y.他: "Immunoreactive localization of transforming growth factor-β type II receptor-positive cells in rat tibiae." Bone. 22・2. 93-98 (1998)
• [Publications] Mizuno,A.他: "Swvere osteoporosis in mice lacking OCIF/OPG(Osteoclastogenesis inhibitory factor/Osteoprotegerin)." Biochemical and Biophysical Research Communications. 247. 610-615 (1998)
• [Publications] Amizuka,N.他: "Morphological examination of bone synthesis via direct administration of basic fibroblast growth factor into rat bone marrow." Microscopy Research and Technique. 41. 313-322 (1998)
• [Publications] Fukushi,M.他: "Intracellular retention and degradation of tissue-nonspecific alkaline phosphatase with a gly317 asp substitution associated with lethal hypophosphatasia." Biochemical and Biophysical Research Communications. 246. 613-618 (1998)
• [Publications] Tanaka,M.他: "The effect of aging and ovariectomy on mandibular condyle in rats." The Journal of Prosthetic Dentistry. 79・6. 685-690 (1998)
• [Publications] Ueda,J.他: "Experimental glaucoma model in the rat induced by laser trabecular photocoagulation after an intracameral injection of india ink." Japan Journal of Ophthalmology. 42. 337-344 (1998)
• [Publications] 上田 潤 他: "墨汁の前房内注入と隅角光凝固によるラット緑内障モデルの作製" 日本眼科学会雑誌. 102・4. 239-246 (1998)
• [Publications] Yoshiba,N.他: "Immunohistochemical localizations of class II antigens and nerve fibers in human carious teeth:HLA-DR immunoreactivity in schwann cells." Archives of Histology and Cytology. 61・4. 343-352 (1998)
• [Publications] Tanaka,Y.他: "Constitutive up-regulation of integrin-mediated adhesion of tumor-infiltrating lymphocytes to osteoblasts and bone marrow-derived stromal cells." Cancer Research. 58. 4138-4145 (1998)
• [Publications] Hamamoto,Y.他: "Morphological changes of epithelial rests of Malassez in rat molars induced by local administration of N-methylnitrosourea." Archives of Oral Biology. 43. 899-906 (1998)
• [Publications] Irie,K.他: "Morphological and immunocytochemical characterization of primary osteogenic cell cultures derived from fetal rat cranial tissue." Anatomical Record. 252. 554-567 (1998)
• [Publications] 小澤英浩: "インプラント周囲骨の再生-微細構造学的にみた骨代謝-" 日本歯科医学会誌. 17. 130-133 (1998)
• [Publications] 小澤英浩: "骨・基礎講座 1.骨のリモデリングのメカニズム" クインテッセンス・デンタル・インプラントロジー. 5・1. 73-75 (1998)
• [Publications] 小澤英浩: "骨・基礎講座 2.骨の基本構造" クインテッセンス・デンタル・インプラントロジー. 5・2. 68-72 (1998)
• [Publications] 平賀 徹 他: "癌の骨転移病巣の組織像" CLINICAL CALCIUM. 8・3. 98-100 (1998)
• [Publications] 小澤英浩: "骨・基礎講座 3.骨の細胞たち" クインテッセンス・デンタル・インプラントロジー. 5・3. 48-50 (1998)
• [Publications] 小澤英浩: "骨改造現象の形態学" 日本臨牀. 56・6. 24-41 (1998)
• [Publications] 小澤英浩: "骨・基礎講座 4.骨の細胞たち-II" クインテッセンス・デンタル・インプラントロジー. 5・4. 78-83 (1998)
• [Publications] 小澤英浩: "骨改造現象の微細形態学的見解" 日本補綴歯科学会雑誌. 42・3. 359-368 (1998)
• [Publications] 濱本宜興 他: "マラッセの上皮遺残の臨床的役割" ザ・クインテッセンス. 17・5. 3-12 (1998)
• [Publications] 小澤英浩: "骨芽細胞と破骨細胞の超微細構造と機能" 実験医学. 16・1. 96-107 (1998)
• [Publications] 平賀 徹 他: "骨転移巣の微細形態" 病理と臨床. 17・1. 39-42 (1998)
• [Publications] 小澤英浩: "骨の構造と機能 1-骨の基本構造と骨形成系細胞-" 歯界展望. 92・5. 1123-1136 (1998)
• [Publications] 小澤英浩: "骨の構造と機能(2)-骨吸収と破骨細胞-" 歯界展望. 92・6. 1377-1392 (1998)
• [Publications] 小澤英浩: "骨・基礎講座 5.骨の細胞たち-III" クインテッセンス・デンタル・インプラントロジー. 5・5. 70-74 (1998)
• [Publications] 小澤英浩: "破骨細胞におけるカルシトニンのカルシトニンレセプターへの作用" Osteoporosis Japan. 6・2. 143-148 (1998)
• [Publications] 小澤英浩: "骨・基礎講座 6.骨の細胞たち-IV" クインテッセンス・デンタル・インプラントロジー. 5・6. 62-69 (1998)
• [Publications] 樺澤裕未 他: "成長期ラット脛骨におけるTGF-βII型レセプターの局在と遺伝子発現の検討" 新潟歯学会雑誌. 28・1. 81-82 (1998)
• [Publications] 大橋直子 他: "成長ラット下顎頭軟骨の加齢に伴うI,II,Xコラーゲンの局在変化に関する免疫組織化学的研究" 新潟歯学会雑誌. 28・1. 85-86 (1998)
• [Publications] 泉 直也 他: "電子顕微鏡観察のための硬組織迅速脱灰法" 電子顕微鏡. 33・3. 202-204 (1998)
• [Publications] Karaplis A.他: "Blomstrand chondrodisplasia caused by a missense mutation in the human parathyroid hormone receptor-1." Endocrinology. 139・12. 5255-5258 (1999)
• [Publications] Amizuka N.他: "Vitamin D3 differentially regulates parathyroid hormone/parathyroid hormone-related peptide receptor expression in bone and cartilage." Journal of Clinical Investigation. 103・3. 373-381 (1999)
• [Publications] Hoshi K.他: "The Primary calcification in bones follows removal of decorin and fusion of collagen fibrils." Journal of Bone and Mineral Research. 14・2. 273-280 (1999)
• [Publications] 平賀 徹 他: "癌の骨転移の微細形態" 腎と骨代謝. 12・1. 15-21 (1999)
• [Publications] 小澤英浩: "骨の微細構造" 月刊ザ・クインテッセンス. 18・1. 176-185 (1999)
• [Publications] Horiuchi K.他: "Identification and Characterization of a novel protein,Periostin(OSF-2)with restricted expression to periosteum and periodontal ligament and increased expression by transforming factor." Journal of Bone and Mineral Research. (in press).
• [Publications] Hoshi K.他: "Histopathological Characterization of Melorheostosis." Orthopedics. (in press).
• [Publications] 小澤英浩: "カルシウムと骨代謝-最近の進歩-" 雪印株式会社健康生活研究所, 285 (1998)
• [Publications] 小澤英浩: "プラクティカル内科シリーズ4.骨粗鬆症" 南江堂, 230 (1998)
• [Publications] 網塚憲生 他: "カルシトニン-基礎と臨床-" ライフサイエンス出版, 235 (1998)
• [Publications] 池亀美華 他: "カルシトニン-基礎と臨床-" ライフサイエンス出版, 235 (1998)
• [Publications] 小澤英浩: "最新骨粗鬆症" ライフサイエンス出版 (印刷中),