2017 Fiscal Year Research-status Report
無重力環境下における歯と骨の代謝機構解明に向けたモデル動物としてのメダカ活用戦略
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16K15778
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| Research Institution | Showa University |
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Principal Investigator |
茶谷 昌宏 昭和大学, 歯学部, 助教 (80628628)
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2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | medaka / gravity / bone / osteoclast / osteoblast / glucocorticoid |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１．「微小重力環境に対して早期に応答する遺伝子発現」我々のグループは2014年において、破骨細胞と骨芽細胞が蛍光タンパク質で標識されたメダカ（TRAP promtoer-GFP/osterix promoter-DsRed）を国際宇宙ステーションの「きぼう」日本実験棟で飼育し、8日間連続で顕微鏡を用いて観察することで両細胞の蛍光シグナルが無重力下で急速に活性化されていることを明らかにした（当代表研究者、工藤明教授）。無重力に応答する遺伝子を網羅的に解析した結果、骨関連遺伝子の他に5つの遺伝子、c-fos, jun-B-like, pai-1, ddit4, tsc22d3が発現上昇することを見出した。
２．「骨代謝におけるグルココルチコイド（GC）の機能解析」重力変化に応答する骨代謝研究にメダカをモデル動物の１つとして用いるため、メダカの破骨細胞の性質を調べる実験を行っている。破骨細胞に関連した遺伝子を欠損した複数のノックアウトメダカを解析し、哺乳類と同様の仕組みがあること、全身レベルでの破骨細胞分化様式を見出しており、さらなる発展が期待される。
３．「遠心による加重力実験」 地上の重力の5倍に相当する5G環境下でメダカを長期飼育し骨組織を詳細に調べた。その結果、ソフトX線解析から背骨が浮袋を境に湾曲し、μCT解析から頭部の三半規管である耳石形成に異常が生じていることが明らかになった。咽頭歯骨におけるTRAP promtoer-GFPのシグナルが変化したことから加重力環境下で骨吸収に異常をきたすことが予想された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
破骨細胞を生きた状態で検出することができる遺伝子改変メダカを基盤として実験に応用することで、宇宙生命科学、薬の投与、重力影響に関した研究が推進できている。新たな遺伝子改変動物の作製に成功しているため、その表現型を詳細に解析していく予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
破骨細胞が可視化されるトランスジェニックメダカや遺伝子変異メダカを基盤として、これまでに見い出されてきた生命現象のメカニズムを明らかにする。具体的には、グルココルチコイドに関連した遺伝子改変メダカの解析、加重力環境下に適応したメダカの解析を行う予定である。
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| Causes of Carryover |
遺伝子欠損動物の作製を行ったが、想定した遺伝子の欠損を得るのに時間がかかった。目標とする遺伝子欠損動物を得られたため、この動物を詳細に解析していく予定である。
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