磁場と骨代謝調節ホルモンとの相乗効果を利用した新規骨疾患治療システムの開発

2010 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21500404
• Research Institution: Kanazawa University
• Principal Investigator: 鈴木 信雄 金沢大学, 環日本海域環境研究センター, 准教授 (60242476)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山田 外史 金沢大学, 環日本海域環境研究センター, 教授 (80019786) ; 田渕 圭章 富山大学, 生命科学先端研究センター, 准教授 (20322109) ; 和田 重人 富山大学, 附属病院, 講師 (50303219)
• Keywords: 骨芽細胞 / 破骨細胞 / ウロコ / 変動磁場 / 再生モデル / in vivoの解析

Research Abstract

【目的】磁場を用いた新規治療システムを構築するため、本年度は、(1)骨芽細胞と破骨細胞の相互作用関連する遺伝子をクローニングして、さらに(2)昨年度開発した生体内(in vivo)新規骨形成モデルシステムを用いて最適な磁場強度を調べた。
【研究成果】本年度の研究成果の詳細を以下に示す。
(1) 骨芽細胞で特異的に発現しているReceptor Activator of NF-κB Ligand(RANKL)と破骨細胞で発現しているReceptor Activator of NF-κKB(RANK)のクローニングに成功した。
(2) RANK及びRANKLの発現を解析することで、骨芽細胞と破骨細胞とのクロストークを解析できる。その一例として、副甲状腺ホルモンの作用を解析した結果、骨芽細胞の活性は6時間培養で上昇し、培養18時間後に破骨細胞の活性が上昇するという結果が得られた。その活性の変化の理由としてRANK及びRANKLの関与を証明した(Suzuki et al.,Bone,2011)。
(3) 昨年開発したシステムを用いて、本研究では10日間磁場を照射して、その期間で再生されるウロコに対する影響を解析した。その結果、10mTで長期間(10日間)の磁場照射により、再生ウロコの骨芽及び破骨細胞の活性が低下した。また血液中のCa濃度は、10mTで10日間曝露したキンギョにおいてのみ有意に低下し、1,3及び5mTの磁場に曝露したキンギョの血液中のCa濃度は変化しなかった。さらに少なくとも今回用いた条件では、3mTの磁場強度が骨形成に最適であり、骨芽及び破骨細胞の両方のが活性が上昇し、ウロコの再生が促されることが判明した。

Research Products

• [Journal Article] 自動面積測定法によるキンギョのウロコを骨のモデルとしたアッセイ法の改良 (2011)
  • Author(s): 北村敬一郎, 中野淳, 川部季美, 早川和一, 根本鉄, 大嶋雄治, 島崎洋平, 服部淳彦, 鈴木信雄
  • Journal Title: 日本海域研究 Volume: 42 Pages: 27-34
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Effects of inorganic mercury on osteoclasts and osteoblasts of the goldfish scales in vitro (2011)
  • Author(s): Suzuki, N., Yachiguchi, K., Hayakawa, K., Omori, K., Takada, K., Tabata, J.M., Kitamura, K., Endo, M., Wada, S., Srivastav, A.K., Chowdhury, V.S., Oshima, Y., Hattori, A.
  • Journal Title: J.Fac.Agr., Kyushu Univ. Volume: 56 Pages: 47-51
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Acceleration-based study of optimum exercise for human weight-bearing bones enhancement. (2011)
  • Author(s): Kitamura, K., Chen, W., Zhu, X., Suzuki.N., Yano, S., Nemoto, T.
  • Journal Title: Biol.Sci.Space Volume: 24 Pages: 83-90
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Parathyroid hormone 1 (1-34) acts on the scales and involves calcium metabolism in goldfish (2011)
  • Author(s): Suzuki, N., Danks, JA., Maruyama, Y., Sasayama, Y., Hattori, A., Ikegame, M., Nakamura, M., Tabata, M.J., Yamamoto, T., Furuya, R., Saijoh, K., Mishima, H., Srivastav, A.K., Furusawa, Y., Kondo, T., Tabuchi, Y., Takasaki, I., Chowdhury, VS., Hayakawa, K., Martin T.J.
  • Journal Title: Bone Volume: 48 Pages: 1186-1193
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Osteoblast activity in the goldfish scale responds sonsitively to mechanical stress. (2010)
  • Author(s): Kitamura, K., Suzuki, N., Sato, Y., Nemoto, T., Ikegame, M., Yamamoto, T., Shimizu, N., Kondo, T., Furusawa, Y., Wada.S., Hattori, A.
  • Journal Title: Comp.Biochem.Physiol., part A Volume: 156 Pages: 357-363
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 歯の象牙質における成長線の周期性と生物リズムとの関連 : メラトニンによる調節の可能性 (2010)
  • Author(s): 三島弘幸, 北原正大, 服部淳彦, 鈴木信雄, 田畑純, 奈良雅之, 箆光男, 見明康夫
  • Journal Title: 比較内分泌学 Volume: 36 Pages: 106-112
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 繁殖期の雌キンギョにおけるカルシウム代謝に対するメラトニンの作用 (2010)
  • Author(s): 丸山雄介,鈴木信雄,伊藤正則,服部淳彦
  • Organizer: 第81回日本動物学会
  • Place of Presentation: 東京大学(東京都)
  • Year and Date: 20100923-25
• [Presentation] 交流磁場の骨形成促進作用 : 再生ウロコを用いたin vivoの解析 (2010)
  • Author(s): 鉋杢賃墾, 柿川真紀子, 幽衷, 坦遡圭童, 高崎一朗, 古澤之裕, 近藤隆, 和田重人, 廣田憲之, 北村敬一郎, 岩坂正和, 服部淳彦, 上野照剛
  • Organizer: 平成22年度宇宙生物科学会
  • Place of Presentation: 東北大学(宮城県)
  • Year and Date: 2010-09-17
• [Presentation] 加速度計測に基づく過重負荷骨形成のための最適運動 (2010)
  • Author(s): 北村敬一郎, 陳文西, 朱欣, 鈴木信雄, 矢野幸子, 根本鉄
  • Organizer: 平成22年度宇宙生物科学会
  • Place of Presentation: 東北大学(宮城県)
  • Year and Date: 2010-09-07
• [Presentation] The relationship between the melatonin and the periodicity of incremental lines in the tooth dentin. (2010)
  • Author(s): Kitahara, M., Hattori, A., Suzuki.N., Tabata, M.J., Kakei, M., Miake, Y., Mishima, H.
  • Organizer: 37th European Symposium on Calcified Tissues
  • Place of Presentation: Glasgow(United Kingdom)
  • Year and Date: 2010-06-26
• [Presentation] Scale metabolite profiling reveals differential changes in response to gravitational stress. (2010)
  • Author(s): Maeda, M., Hayashi, A., Nakamura, S., Serino, T., Kitamura, K., Suzuki.N.
  • Organizer: 58 th ASMS Conference on Mass Spectrometry and Allied Topics
  • Place of Presentation: Salt Lake City, Utah(USA)
  • Year and Date: 2010-05-23
• [Book] 身近な動物を使った実験4(親子判別) (2011)
  • Author(s): 服部淳彦, 田畑純, 鈴木信雄
  • Publisher: 三共出版 印刷中