• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to project page

2014 Fiscal Year Annual Research Report

骨細胞の基質ミネラル調節に対するFGF23-klothoシグナルの関与

Research Project

Project/Area Number 13J07185
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

本郷 裕美  北海道大学, 歯学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Keywords骨細胞 / 骨細胞性骨溶解 / 基質ミネラル調整
Outline of Annual Research Achievements

研究代表者は、骨細胞の基質ミネラル調整に関する機構の解析を目的として、以下の研究を実施した。

骨細胞はFGF23を産生・分泌するだけでなく、副甲状腺ホルモン(PTH)投与により骨細胞周囲の骨基質を溶解(骨細胞性骨溶解)することで骨基質ミネラルを調整する可能性が示唆されている。そこで、野生型マウスおよび破骨細胞が存在しないRANKL-/-マウスの皮質骨の骨細胞を観察すると、骨小腔周囲に未石灰化骨基質が認められ、透過型電子顕微鏡にて観察を行うと、骨小腔壁は粗造となり、拡大した骨小腔内部にはコラーゲン線維が分解されたと思われる不定形構造物や、断片的な石灰化物が観察された。原子間力顕微鏡によるnanoindentationを行うと、PTHを投与すると、骨細胞周囲の骨基質ミネラルが完全に脱灰されていなくとも、弾性率は低下し、物理的に脆弱化していることが明らかになった。また、カルセインを投与すると骨小腔周囲にカルセイン標識が認められることから、骨細胞は破骨細胞の有無に関わらず、基質の溶解だけでなく、再石灰化を行う可能性が示された。さらに別の実験系として、授乳期のマウスでも骨細胞性骨溶解が見られることが指摘されているため、その現象の有無を検討した。出産直後からCa欠乏食を給餌すると、Ca欠乏食給餌36~48時間後には血中Ca濃度が有意に低下した。そのような皮質骨の骨細胞を観察すると、骨小腔周囲に未石灰化骨基質が認められ、さらに透過型電子顕微鏡で観察すると骨小腔壁は鋸歯状を呈し、骨小腔内部にはコラーゲン線維が分解されたと思われる不定形構造物が観察された。またカルシウム欠乏食を3日間与えた後、普通食に切り替え6日後に固定すると、骨小腔と骨細管に一致してカルセイン標識が観察された。以上の事から、骨細胞は血中のCa濃度に応じて骨基質を溶解・添加することが強く示唆された。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

研究代表者は組織化学的解析、透過型電子顕微鏡・蛍光顕微鏡・共焦点レーザー顕微鏡観察、さらに原子間力顕微鏡によるナノインデンテーションなど、様々な手法を精力的に用い、現在のところ良好な結果を得ている。さらに国内での学会発表だけでなく、国際学会でも発表やセミナーを行い、研究結果に対して多くの関心を得られている。

Strategy for Future Research Activity

骨小腔周囲のミネラルの沈着の可能性について、カルセイン標識だけでなく、安定同位体であるCa44およびCa42を給餌し、PTH投与マウスおよび授乳期マウスで骨小腔周囲にCaの添加が認められないか検索を行う予定でる。

  • Research Products

    (20 results)

All 2015 2014

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (17 results)

  • [Journal Article] Histochemical examination on periodontal tissues of Klotho-deficient mice fed with phosphate insufficient diet2015

    • Author(s)
      Hikone K., Hasegawa T., Hongo H., Sasaki M., Yamamoto T., Oda K., Haraguchi M., Freitas PHL., Li M., Iida J., Amizuka N
    • Journal Title

      Hokkaido Journal of Dental Science

      Volume: 未定 Pages: 未定

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effects of drug discontinuation after short-term daily alendronate administration on osteoblasts and osteocytes2015

    • Author(s)
      Tsuboi K., Hasegawa T., Yamamoto T., Sasaki M., Hongo H., Oda K., Haraguchi M., Michigami T., Kitagawa Y., Amizuka N
    • Journal Title

      Hokkaido Journal of Dental Science

      Volume: 未定 Pages: 未定

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Hertwig's epithelial root sheath cell behavior during initial acellular cementogenesis in rat molars2014

    • Author(s)
      Yamamoto T., Yamamoto T., Yamada T., Hasegawa T., Hongo H., Oda K., Amizuka N.
    • Journal Title

      Histochemistry and Cell Biology

      Volume: 142 Pages: 489-496

    • DOI

      10.1007/s00418-014-1230-1

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Immunohistochemical localization of ectonucleotide pyrophosphatase/phosphodiesterase-1(ENPP-1) and tissue-nonspecific type alkaline phosphatase (TNALP) in bone2015

    • Author(s)
      Kobayashi H., Hongo H., Haraguchi M., Oda K., Amizuka N
    • Organizer
      The joint meeting of the 92nd annual meeting of the Physiological Society of Japan & the 120th annual meeting of the Japanese association of Anatomists
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場(兵庫県、神戸市)
    • Year and Date
      2015-03-21 – 2015-03-23
  • [Presentation] 骨・軟骨移行部における血管内皮細胞の生物学的機能に対する超微細構造形態的評価2015

    • Author(s)
      Tsuchiya E., Hongo H., Yamamoto T., Hasegawa T., Kitagawa Y., Amizuka N
    • Organizer
      The joint meeting of the 92nd annual meeting of the Physiological Society of Japan & the 120th annual meeting of the Japanese association of Anatomists
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場(兵庫県、神戸市)
    • Year and Date
      2015-03-21 – 2015-03-23
  • [Presentation] Disrupted alveolar bone surrounding tooth germs in transgenic mice overexpressing parathyroid hormone-related peptide (PTHrP)2015

    • Author(s)
      Yamazaki N., Yamamoto T., Hongo H., Haraguchi M., Amizuka N
    • Organizer
      The joint meeting of the 92nd annual meeting of the Physiological Society of Japan & the 120th annual meeting of the Japanese association of Anatomists
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場(兵庫県、神戸市)
    • Year and Date
      2015-03-21 – 2015-03-23
  • [Presentation] Ultrastructural observation on osteoblasts and osteocytes in c-fos deficient mice2015

    • Author(s)
      Abe M., Hasegawa T.,Hongo H.,Yamamoto T., Amizuka N
    • Organizer
      The joint meeting of the 92nd annual meeting of the Physiological Society of Japan & the 120th annual meeting of the Japanese association of Anatomists
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場(兵庫県、神戸市)
    • Year and Date
      2015-03-21 – 2015-03-23
  • [Presentation] Ultrastructural phenotypes of preosteoblasts and bone marrow stromal cells in tibial metaphyses in mice2015

    • Author(s)
      Hayakawa M., Nakagawa A., Yamamoto T., Hongo H., Hasegawa T., Amizuka N
    • Organizer
      The joint meeting of the 92nd annual meeting of the Physiological Society of Japan & the 120th annual meeting of the Japanese association of Anatomists
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場(兵庫県、神戸市)
    • Year and Date
      2015-03-21 – 2015-03-23
  • [Presentation] Three-dimensional morphology of Golgi apparatus of osteoclasts by scanning electron microscopy using OsO4 maceration method2015

    • Author(s)
      Yamamoto T., Tsuboi K., Hasegawa T., Yamamoto T., Hongo H., Amizuka N
    • Organizer
      The joint meeting of the 92nd annual meeting of the Physiological Society of Japan & the 120th annual meeting of the Japanese association of Anatomists
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場(兵庫県、神戸市)
    • Year and Date
      2015-03-21 – 2015-03-23
  • [Presentation] Histological examination on bone matrix surrounding osteocytic lacunae after PTH-administration or during lactation of mice fed with low calcium diet2015

    • Author(s)
      Hongo H., Sasaki M., Saito M., Udagawa N., Amizuka N
    • Organizer
      The joint meeting of the 92nd annual meeting of the Physiological Society of Japan & the 120th annual meeting of the Japanese association of Anatomists
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場(兵庫県、神戸市)
    • Year and Date
      2015-03-21 – 2015-03-22
  • [Presentation] Histological localization of minodronate by isotope microscopy and assessment for the biological effects on bone cells2015

    • Author(s)
      Sasaki M., Hongo H., Kobayashi S., Yurimoto H., Amizuka N
    • Organizer
      2015IADR/AADR/CADR General session
    • Place of Presentation
      Boston (USA)
    • Year and Date
      2015-03-11 – 2015-03-14
  • [Presentation] 骨細胞性骨溶解における微細構造学的・組織化学的解析2014

    • Author(s)
      本郷裕美、佐々木宗輝、斎藤雅美、虎谷彌、宇田川信之、網塚憲生
    • Organizer
      第16回日本骨粗鬆症学会
    • Place of Presentation
      京王プラザホテル(東京都、新宿区)
    • Year and Date
      2014-10-23 – 2014-10-25
  • [Presentation] 副甲状腺ホルモン投与ならびに授乳期・カルシウム欠乏食で誘導される骨細胞周囲の骨基質解析について2014

    • Author(s)
      本郷裕美、佐々木宗輝、斎藤雅美、虎谷彌、宇田川信之、網塚憲生
    • Organizer
      第56回歯科基礎医学会学術大会・総会
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場(福岡県、福岡市)
    • Year and Date
      2014-09-25 – 2014-09-27
  • [Presentation] ミノドロン酸の同位体顕微鏡を用いた骨組織分布の観察と骨の細胞群に対する影響2014

    • Author(s)
      佐々木宗輝、本郷裕美、小林幸雄、圦本尚義、網塚憲生
    • Organizer
      第56回歯科基礎医学会学術大会・総会
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場(福岡県、福岡市)
    • Year and Date
      2014-09-25 – 2014-09-27
  • [Presentation] 骨組織における組織非特異型アルカリフォスファターゼ(TNALP)とENPP1の免疫組織化学的解析2014

    • Author(s)
      小林博和、本郷裕美、織田公光、網塚憲生
    • Organizer
      第56回歯科基礎医学会学術大会・総会
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場(福岡県、福岡市)
    • Year and Date
      2014-09-25 – 2014-09-27
  • [Presentation] αklotho-/-マウスおよびkl/klマウスの下顎臼歯部歯周組織における組織化学的解析2014

    • Author(s)
      彦根久美子、長谷川智香、佐々木宗輝、本郷裕美、土屋恵李佳、虎谷彌、織田公光、飯田順一郎、網塚憲生
    • Organizer
      第56回歯科基礎医学会学術大会・総会
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場(福岡県、福岡市)
    • Year and Date
      2014-09-25 – 2014-09-27
  • [Presentation] 副甲状腺ホルモン(PTH)とエルデカルシトール(ELD)を併用投与した骨粗鬆症モデルラットにおける骨組織解析2014

    • Author(s)
      山本知真也、田中祐介、長谷川智香、坂井貞興、武田 聡、本郷裕美、佐々木宗輝、織田公光、李 敏啓、遠藤弘一、網塚憲生
    • Organizer
      第32回日本骨代謝学会
    • Place of Presentation
      大阪国際会議場(大阪府、大阪市)
    • Year and Date
      2014-07-24 – 2014-07-26
  • [Presentation] 同位体顕微鏡を用いたミノドロン酸の局在と骨の細胞に対する組織化学的検討2014

    • Author(s)
      佐々木宗輝、本郷裕美、小林幸雄、織田公光、圦本尚義、網塚憲生
    • Organizer
      第34回日本骨形態計測学会
    • Place of Presentation
      さっぽろ芸文館(北海道、札幌市)
    • Year and Date
      2014-06-12 – 2014-06-14
  • [Presentation] オスミウム浸軟法による破骨細胞のゴルジ装置の立体微細形態について2014

    • Author(s)
      山本恒之、長谷川智香、山本知真也、本郷裕美、網塚憲生
    • Organizer
      第34回日本骨形態計測学会
    • Place of Presentation
      さっぽろ芸文館(北海道、札幌市)
    • Year and Date
      2014-06-12 – 2014-06-14
  • [Presentation] 骨粗鬆症モデルラットを用いた副甲状腺ホルモン(PTH)とエルデカルシトール併用投与の効果2014

    • Author(s)
      山本知真也、田中祐介、長谷川智香、坂井貞興、武田 聡、本郷裕美、佐々木宗輝、遠藤弘一、網塚憲生
    • Organizer
      第34回日本骨形態計測学会
    • Place of Presentation
      さっぽろ芸文館(北海道、札幌市)
    • Year and Date
      2014-06-12 – 2014-06-12

URL: 

Published: 2016-06-01  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi