2021 Fiscal Year Research-status Report
Regulatory mechanism of osteoclasts by hormones produced in osteoblasts: analysis using fish scales as a bone model
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20K06718
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
鈴木 信雄 金沢大学, 環日本海域環境研究センター, 教授 (60242476)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小林 功 金沢大学, 生命理工学系, 准教授 (30774757)
関口 俊男 金沢大学, 環日本海域環境研究センター, 准教授 (40378568)
服部 淳彦 東京医科歯科大学, 教養部, 教授 (70183910)
平山 順 公立小松大学, 保健医療学部, 教授 (90510363)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | メラトニン / カルシトニン / 魚類のウロコ / 骨芽細胞 / カルシトニン遺伝子の機能阻害 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、まず骨芽細胞で産生されるメラトニンによるカルシトニンの制御機構を調べる為に、in vitroのウロコの培養系を用いて、メラトニン添加及びメラトニンのアンタゴニスト添加によるカルシトニンの発現量の変化を調べた。再生ウロコを10 nM～1μMのメラトニンを添加して１、2及び4日間培養して、培養後、ウロコからmRNAを抽出してウロコで発現しているカルシトニンの発現を解析した。また、再生ウロコをルジンドール（10 μM）およびメラトニン（1 μM）を入れて4日間インキュベートして、アンタゴニストの作用も調べた。さらに、培地に放出されたカルシトニン濃度は、サケのカルシトニン抗体のELISAを使用して測定した。メラトニンを添加して培養した結果、培養1日目では1 μMのメラトニンを添加したウロコにおいてのみ、カルシトニンの発現が有意に上昇した。培養2日目では、100 nM及び1 μMのメラトニンを添加したウロコで、カルシトニンの発現が有意に上昇した。一方4日目では、有意な変化は見られなかった。メラトニン受容体のアンタゴニストであるルジンドールを添加してカルシトニンの発現を調べた結果、ルジンドールを添加するとカルシトニンの発現の上昇が抑制されることが判明した。さらに、メラトニンを添加して培養したウロコの培地中に、カルシトニンがELISAにより検出された。
一方、今年度はカルシトニンを機能阻害した組み換え体ゼブラフィッシュの作製を進めた。ゼブラフィッシュの受精卵にカルシトニン遺伝子を標的としたsgRNAとCas9 mRNAを導入し、1日齢の稚魚で標的配列に導入された変異の割合をヘテロ二本鎖移動度分析により評価した。その結果、カルシトニン遺伝子を機能阻害できるsgRNAを選定し、このsgRNAとCas9 mRNAを導入した胚から育てたF0個体を準備した。
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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
骨芽細胞で産生されるメラトニンによるカルシトニンの制御機構を調べる為に、in vitroのウロコの培養系を用いて、メラトニン添加及びメラトニンのアンタゴニスト添加によるカルシトニンの発現量の変化を調べた結果、メラトニンを培地に添加してウロコを培養すると、ウロコにおけるカルシトニンの発現が有意に上昇した。またアンタゴニスト添加により、カルシトニンの発現量が抑制された。さらにカルシトニン遺伝子を機能阻害できるsgRNAを選定し、このsgRNAとCas9 mRNAを導入した胚から育てたF0個体を準備できたので、おおむね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は、カルシトニンをノックアウトしたゼブラフィッシュのウロコの再生を調べると共に、ラットの頭蓋骨を用いて、メラトニン添加によるカルシトニンの発現変化を調べていく予定。
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[Journal Article] Oral administration of melatonin increases plasma calcium and magnesium and improves bone metabolism in aged male mice.2021
Author(s)
Igarashi-Migitaka, J., Maruyama, Y., Seki, A., Hirayama, J., Kamijo-Ikemori, A., Hirata, K., Kawamura, R., Matsubara, H., Srivastav, A.K., Tabuchi, Y., Mishima, H., Hattori, A. and Suzuki, N.
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Journal Title
Melatonin Research
Volume: 4
Pages: 586-596
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Presentation] Glyoxal-induced formation of carboxymethyl arginine in type 1 collagen decreases both its strength and flexibility in vitro.2021
Author(s)
Hirayama, J., Kitamura, K., Tabuchi, Y., Minami, T., Matsubara, H., Hattori, A. and Suzuki, N.
Organizer
International Maillard Reaction Society-14
Int'l Joint Research
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