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

2011 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 / 変動磁場 / ホルモンとの相互作用 / ウロコ / ラットの頭蓋骨

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に関連する遺伝子の発現解析を行い、(2)ラットの頭蓋骨に対する交流磁場の影響をin vitroで調べ、(3)ホルモンと磁場による相互作用をウロコの系を用いてin vitroで解析した。
【研究成果】本年度の研究成果の詳細を以下に示す。
(1)骨芽細胞で発現しているReceptor Activator of NF-k-B-Ligand (RANKL)と破骨細胞にあるレセプターであるReceptor Activator of NF-kB (RANK)が結合することにより、破骨細胞が活性化し、多核の活性型の破骨細胞に分化する。30mTの磁場を照射することにより、RANKL及びRANKの発現が上昇していることがわかった。この結果は、細胞活性の変化と一致していた。
(2)ラットの頭蓋においても30mTで照射することにより、骨芽細胞と破骨細胞の活性が上昇していた。この結果は、ウロコのデータと一致しており、ウロコの結果が哺乳類においても再現されたことを示している。
(3)メラトニンが破骨細胞の活性を低下させることは、既に報告済である(Suzuki and Hattori., 2002)。そこで、メラトニンと磁場との相互作用を解析するために、10^<-6>Mのメラトニンを添加した培地にウロコを入れて30mTの磁場を照射して細胞活性の変化を調べた。その結果、骨芽細胞の活性は変化しなかったが、メラトニンを添加することにより破骨細胞の活性が低下することが判明した。
以上より、ウロコのシステムは磁場の骨形成を解析するシステムとして有効であり、ホルモンとの相乗効果により、治療効率を上げることができる可能性が示された。

Research Products

• [Journal Article] Expression of osteoblast-specific genes during spontaneous goldfish scale regeneration and role of cell-to-cell contact in controlling the onset of resorption/regeneration process found in intra-scalepocket autotransplantation of modified scales (2012)
  • Author(s): Thamamongood, T.A, Furuya, R., Fukuba, S., Nakamura, M., Suzuki, N., Hattori, A.
  • Journal Title: Bone Volume: (in press)
  • DOI: 10.1016/j.bone.2012.03.021
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Prostaglandin E2 increases both osteoblastic and osteodastic activities in the scales of goldfish and participates in the calcium metabolism in goldfish (2012)
  • Author(s): Omori, K., Wada, S., Maruyama, Y., Hattori, A., Kitamura, K., Sato, Y., Nara, M., Funahashi, H., Yachiguchi, K., Hayakawa, K., Endo, M., Kusakari, R., Yano, S., Srivastav, A.K., Kusui, T., Ejiri, S., Chen, W., Tabuchi, Y., Furusawa, Y., Hondo, T., Sasayama, Y. Nishiuchi, T., Nakano, M., Sakamoto, T., Suzuki, N.
  • Journal Title: Zool.Sci. Volume: (in press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Cloning of two members of the calcitonin receptor family from stingray, Dasyatis akajei Possible physiological roles of the calcuitonin family in osmoregulation (2012)
  • Author(s): Suzuki, N., Sekiguchi, T., Satake, H., Kato, K., Nishiyama, Y., Takahashi, H., Danks, J.A., Martin, T.J., Hattori, A., Nakano, M., Kakikawa, M., Yamada, S., Ogoshi, M., Hyodo, S., Yamaguchi, Y., Chowdhury, V.S., Hayakawa, K., Funahashi, H., Sakamoto, T., Sasayama, Y.
  • Journal Title: Gene Volume: 499 Pages: 90-95
  • DOI: 10.1016/j.gene.2012.03.042
  • Peer Reviewed
• [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] Parathyroid hormone 1(1-34)acts on the scales and involves calcium metabolism in goldfish (2011)
  • Author(s): Suzuki, N., Danks, J.A., 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, V.S., Hayakawa, K., Martin T.J.
  • Journal Title: Bone Volume: 48 Pages: 1186-1193
  • DOI: 10.1016/j.bone.2011.02.004
  • 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] Tributyltin-binding protein type 1, a lipocalin, prevents inhibition of osteoblastic activity by tributyltin in fish scales (2011)
  • Author(s): Satone, H., Lee, J.M., Oba, Y., Kusakabe, T., Akahoshi, E., Miki, S., Suzuki, N., Sasayama, Y., Nassef, M., Shimasaki, Y., Kawabata, S., Honjo, T., Oshima, Y.
  • Journal Title: Aquatic Toxicol Volume: 103 Pages: 79-84
  • DOI: 10.1016/j.aquatox.2011.02.009
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] メラトニンの新規作用:骨に対する作用とその誘導体を用いた骨疾患治療薬の開 (2011)
  • Author(s): 鈴木信雄, 関あずさ, 染井正徳, 中村正久, 矢野幸子, 大森克徳, 池亀美華, 三島弘幸, 早川和一, 服部淳彦
  • Journal Title: 比較内分泌学 Volume: 37 Pages: 194-203
• [Presentation] Activation of osteoclasts in female goldfish during the reproductive stage (2012)
  • Author(s): Maruyama, Y., Suzuki, N., Hattori, A.
  • Organizer: 7th Congress of the Asia and Oceania Society for Comparative Endocrinology
  • Place of Presentation: Sunway Resort Hotel, Malaysia
  • Year and Date: 20120303-20120307
• [Presentation] 物理的刺激に対するメダカのウロコの骨芽及び破骨細胞の応答 (2011)
  • Author(s): 矢野幸子, 大森克徳, 佐藤雄亮, 北村敬一郎, 丸山雄介, 中野真樹, 服部淳彦, 池亀美華, 鈴木信雄
  • Organizer: 第25回日本宇宙生物科学会
  • Place of Presentation: 横浜国立大学教育文化ホール、神奈川県
  • Year and Date: 20110930-20111001
• [Presentation] 魚類の再生ウロコの骨代謝に及ぼす機械的刺激の影響:in vivoおよびin vitroのアッセイによる解析 (2011)
  • Author(s): 佐藤雄亮, 根本鉄, 鈴木信雄, 矢野幸子, 服部淳彦, 北村敬一郎
  • Organizer: 第25回日本宇宙生物科学会
  • Place of Presentation: 横浜国立大学教育文化ホール、神奈川県
  • Year and Date: 20110930-20111001
• [Presentation] 新規ブロモメラトニン誘導体の骨折治癒モデルラットの骨代謝に及ぼす影響 (2011)
  • Author(s): 関あずさ, 鈴木信雄, 染井正徳, 矢野幸子, 服部淳彦
  • Organizer: 第29回日本骨代謝学会
  • Place of Presentation: 大阪国際会議場、大阪府
  • Year and Date: 20110728-20110730
• [Presentation] 新規ブロモメラトニン誘導体の骨折治癒モデルラットの骨代謝に及ぼす影響 (2011)
  • Author(s): 関あずさ, 鈴木信雄, 池亀美華, 染井正徳, 服部淳彦
  • Organizer: 第31回日本骨形態計測学会
  • Place of Presentation: 長良川国際会議場、岐阜県
  • Year and Date: 20110521-20110522
• [Presentation] 赤外・ラマン分光によるキンギョのウロコの状態分析 (2011)
  • Author(s): 奈良雅之, 服部淳彦, 大西晃宏, 赤塚陽子, 鈴木信雄, 松田准一
  • Organizer: 医用分光学研究会
  • Place of Presentation: 島根大学、島根県(招待講演)
  • Year and Date: 2011-11-13
• [Presentation] 魚類のウロコにおけるホルモン及び物理的刺激(磁場刺激)の応答 (2011)
  • Author(s): 鈴木信雄
  • Organizer: 日本歯科基礎医学会
  • Place of Presentation: 長良川国際会議場、岐阜県(招待講演)
  • Year and Date: 2011-09-30
• [Presentation] 骨とメラトニン (2011)
  • Author(s): 服部淳彦, 池亀美華, 矢野幸子, 鈴木信雄
  • Organizer: 第3回抗加齢内分泌研究会学術集会
  • Place of Presentation: 鶴見大学会館、神奈川県(招待講演)
  • Year and Date: 2011-09-04
• [Book] 親子判別.『身近な動物を使った実験4』 (2012)
  • Author(s): 服部淳彦, 田畑純, 鈴木信雄
  • Publisher: 三共出版(印刷中)
• [Book] Evolution of calcium homeostasis and its hormonal regulation in vertebrates (2012)
  • Author(s): Suzuki, N., Sakamoto, T.
  • Publisher: Comparative and general aspects of calcium homeostasis and its hormonal regulations. Evolution of calcium homeostasis and its honnonal regulation in vertebrates(in press)