再生鱗における隆起線形成の日周性と時計遺伝子との関連:メラトニンによる制御

2009 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21570062
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: 服部 淳彦 Tokyo Medical and Dental University, 教養部, 教授 (70183910)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 鈴木 徹 東北大学, 農学研究科, 教授 (70344330)
• Keywords: 隆起線 / 再生鱗 / 時計遺伝子 / 骨芽細胞 / 破骨細胞 / 概日リズム / メラトニン / キンギョ

Research Abstract

歯の象牙質におけるエブネル線や硬骨魚類の再生鱗における隆起線など、硬組織の中には約1日を単位として形成される日周輪(成長線)の存在が古くから知られている。しかしながら、その日周輪形成に関して、時計遺伝子やメラトニンなど具体的な制御因子との関連を調べた研究はまったくなされていない。そこで本研究は、これまでキンギョのウロコから単離した骨芽・破骨関連遺伝子とこれまで明らかにしたメラトニンの破骨・骨芽細胞の制御機構との関連を基盤に、キンギョの再生鱗における隆起線(日周輪)の形成を支配する時間生物学的な制御機構を明らかにし、硬組織形成の基盤となる日周性の制御機構を解明することを目的とした。
12L 12Dの24時間周期の明暗サイクル下やLLの恒明下でできる再生鱗の隆起線は、1日に約1本ずつ外側に形成されことを明らかにした。キンギョのウロコからすでにクローニングが済んでいる骨芽細胞の分化制御遺伝子(4種)と機能遺伝子(3種)および破骨細胞の分化制御遺伝子(3種)や機能遺伝子(3種)に関して、再生鱗形成過程においてリアルタイムPCR法を用いて調べた結果、日周リズムが認められる遺伝子を見出した。また、24時間よりも短い周期で変動している遺伝子の存在も明らかにした。さらに、時計遺伝子であるper-1,per-2,per-3やclock遺伝子をキンギョのウロコからクローニングし、それらの遺伝子の発現の日周リズムを調べた結果、少なくともper-3の発現に明瞭な概日リズムが観察された。

Research Products

• [Journal Article] Melatonin stimulates the release of gonadotropin-inhibitory hormone by the avian hypothalamus (2010)
  • Author(s): Chowdhury, V.S., Yamamoto, K., Ubuka, T., Bentley, G.E., Hattori, A., Tsutsui, K.
  • Journal Title: Endocrinology 151 Pages: 271-280
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Response of osteoblasts and osteoclasts in regenerating scales to gravity loading (2010)
  • Author(s): Suzuki, N., Kitamura, K., Omori, K., Nemoto, T., Satoh, Y., Tabata, M.J., Ikegame, M., Yamamoto, T., Ijiri, K., Furusawa, Y., Kondo, T., Takasaki, I., Tabuchi, Y., Wada, S., Shimizu, N., Sasayama, Y., Endo, M., Takeuchi, T., Nara, M., Somei, M., Maruyama, Y., Hayakawa, K., Shimazu, T., Shigeto, Y., Yano, S., Hattoril, A.
  • Journal Title: Biol.Sci.Space (in press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Osteoblast activity in the goldfish scale responds sensitively 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 (in press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Diurnal expressions of four subtypes of melatonin receptor genes in the optictectum and retina of goldfish (2009)
  • Author(s): Ikegami, T., Azuma, K., Nakamura, M., Suzuki, N., Hattori, A., Ando, H.
  • Journal Title: Comp. Biochem. Physiol., Part A 152 Pages: 219-224
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Monohydroxylated polycyclic aromatic hydrocarbons inhibit both osteoclastic and osteoblastic activities in teleost scales (2009)
  • Author(s): Suzuki, N., Hayakawa, K., Kameda, K., Toriba, A., Tang, N., Tabata, M.J., Takada, K., Wada, S., Omori, K., Srivastav, A.K., Mishima, H., Hattori, A.
  • Journal Title: Life Sci. 84 Pages: 482-488
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Synchronized diurnal and circadian expressions of four subtypes of melatonin receptor genes in the diencephalon of a puffer fish with lunar-related spawning cycles (2009)
  • Author(s): Ikegami, T., Motohashi, E., Doi, H, Hattori, A., Ando, H.
  • Journal Title: Neurosci.Lett. 462 Pages: 58-63
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 宇宙実験のためのキンギョ再生鱗の培養法の開発と保冷・培養下での細胞動態の観察 (2010)
  • Author(s): 田畑純, 中野崇文, 池亀美華, 鈴木信雄, 服部淳彦, 井関八郎, 馬場麻人, 高野吉郎
  • Organizer: 日本解剖学会
  • Place of Presentation: 岩手県民会館(岩手県)
  • Year and Date: 2010-03-28
• [Presentation] 赤外・ラマン分光による再生ウロコの状態解析 (2010)
  • Author(s): 奈良雅之, 服部淳彦, 松田准一
  • Organizer: 日本化学会第90春季年会
  • Place of Presentation: 近畿大学本部キャンパス(大阪府)
  • Year and Date: 2010-03-27
• [Presentation] メラトニンとアンチエイジング (2010)
  • Author(s): 服部淳彦
  • Organizer: 日本抗加齢医学会・日本再生医療学会 合同エデュケーショナルセミナー
  • Place of Presentation: アカデミーヒルズカ ンァレンス5(東京都)
  • Year and Date: 2010-02-16
• [Presentation] 魚類のウロコを用いた宇宙生物学的研究:魚類のウロコにおけるホルモン応答 (2010)
  • Author(s): 鈴木信雄, 田畑純, 大森克徳, 井尻憲一, 北村敬一郎, 根本鉄, 清水宣明, 笹山雄一, 染井正徳, 池亀美華, 中村正久, 近藤隆, 古澤之裕, 松田恒平, 田渕圭章, 高崎一朗, 和田重人, 安東宏徳, 笠原春夫, 永瀬睦, 久保田幸治, 鈴木徹, 遠藤雅人, 竹内俊郎, 江尻貞一, 小萱康徳, 前田斉嘉, 内田秀明, 田谷敏貴, 林明生, 中村貞夫, 杉立久仁代, 芹野武, 奈良雅之, 服部淳彦
  • Organizer: 第26回宇宙利用シンポジウム
  • Place of Presentation: 宇宙航空研究開発機構・相模原キャンパス(神奈川県)
  • Year and Date: 2010-01-26
• [Presentation] Micro Raman and IR imaging analyses of regenerated goldfish scales (2009)
  • Author(s): Nara, M., Hattori, A., Ohnishi A., Akatsuka Y., Kimura-Suda H., Matsuda, J.
  • Organizer: 5th International Conference on Advanced Vibrational Spectroscopy
  • Place of Presentation: The Sebel Albert Park Hotel(Melbourne, Australia)
  • Year and Date: 20090712-20090717
• [Presentation] 赤外イメージングによるキンギョのウロコの解析-再生過程を探る (2009)
  • Author(s): 奈良雅之, 服部淳彦, 大西晃宏, 赤塚陽子, 木村-須田廣美
  • Organizer: 第4回バイオミネラリゼーションワークショップ
  • Place of Presentation: 東京大学農学部(東京都)
  • Year and Date: 2009-12-13
• [Presentation] 象牙質の成長線の形成リズムとメラトニンの分泌リズムとの関連 (2009)
  • Author(s): 三島弘幸, 北原正大, 服部淳彦, 鈴木信雄, 田畑純, 筧光男, 見明康夫
  • Organizer: 第4回バイオミネラリゼーションワークショップ
  • Place of Presentation: 東京大学農学部(東京都)
  • Year and Date: 2009-12-13
• [Presentation] キンギョのウロコの分光学的研究-再生過程を探る (2009)
  • Author(s): 奈良雅之, 服部淳彦, 松田准一
  • Organizer: 第7回医用分光学研究会
  • Place of Presentation: 東邦大学医療センター大橋病院(東京都)
  • Year and Date: 2009-11-07
• [Presentation] 交流磁場の骨代謝に対する作用:魚鱗を用いたモデル系による解析 (2009)
  • Author(s): 鈴木信雄、柿川真紀子、山田外史、田渕圭章, 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: 第34回日本比較内分泌学会大会
  • Place of Presentation: 千里ライフサイエンスセンター(大阪府)
  • Year and Date: 2009-10-23
• [Presentation] 繁殖期の雌キンギョにおける破骨細胞の活性化と血漿カルシウム濃度 (2009)
  • Author(s): 丸山雄介、鈴木信雄、服部淳彦
  • Organizer: 第34回日本比較内分泌学会大会
  • Place of Presentation: 千里ライフサイエンスセンター(大阪府)
  • Year and Date: 2009-10-23
• [Presentation] ノルエピネフリンはヒト骨芽細胞のメラトニン合成酵素を制御する (2009)
  • Author(s): 五十嵐-右高潤子、丸山雄介、服部淳彦
  • Organizer: 第34回日本比較内分泌学会大会
  • Place of Presentation: 千里ライフサイエンスセンター(大阪府)
  • Year and Date: 2009-10-23
• [Presentation] クサフグ松果体におけるPer, AANAT, MelRサブタイプ遺伝子の日周発現 (2009)
  • Author(s): 池上太郎、丸山雄介、土井啓行、服部淳彦、安東宏徳
  • Organizer: 第34回日本比較内分泌学会大会
  • Place of Presentation: 千里ライフサイエンスセンター(大阪府)
  • Year and Date: 2009-10-23
• [Presentation] ウロコのアッセイ系を用いた水酸化多環芳香族炭化水素類の魚類の骨代謝に及ぼす影響評価 (2009)
  • Author(s): 鈴木信雄、早川和一、服部淳彦
  • Organizer: 第80回日本動物学会
  • Place of Presentation: 静岡コンベンションアーツセンター グランシップ(静岡県)
  • Year and Date: 2009-09-19
• [Presentation] メラトニン総論と骨への作用 (2009)
  • Author(s): 服部淳彦
  • Organizer: 第1回抗加齢内分泌研究会
  • Place of Presentation: 東京医科歯科大学(東京都)
  • Year and Date: 2009-09-06
• [Presentation] 赤外イメージングによるキンギョのウロコの状態解析 (2009)
  • Author(s): 奈良雅之, 服部淳彦, 大西晃宏, 赤塚陽子, 木村-須田廣美
  • Organizer: 第18回日本バイオイメージング学会学術集会
  • Place of Presentation: 就実大学(岡山県)
  • Year and Date: 2009-09-03
• [Presentation] Melatonin and Anti-aging (2009)
  • Author(s): 服部淳彦
  • Organizer: YIES Symposium"Biorhythms and Health"
  • Place of Presentation: Yamanashi Institute of Environmental Sciences(山梨県)
  • Year and Date: 2009-07-25
• [Book] 抗加齢医療-その最前線の実際、第V章 睡眠.米井嘉一編 (2010)
  • Author(s): 服部淳彦
  • Total Pages: 5
  • Publisher: 新興医学出版
• [Book] 身近な動物を使った実験1、第3章 キンギョ.鈴木範男編 (2009)
  • Author(s): 鈴木信雄, 田畑純, 服部淳彦
  • Total Pages: 46
  • Publisher: 三共出版
• [Patent(Industrial Property Rights)] Tryptophan derivative and application thereof (2010)
  • Inventor(s): 染井正徳、服部淳彦、鈴木信雄
  • Industrial Property Rights Holder: 染井正徳、服部淳彦、鈴木信雄
  • Industrial Property Number: Patent No.: US7,659,304 B2
  • Acquisition Date: 2010-02-09
  • Overseas