2013 Fiscal Year Annual Research Report
ｐＨ調節タンパク質による硬組織形成細胞分化制御機構の解明と再生医学への応用
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23592748
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| Research Institution | Showa University |
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Principal Investigator |
上條 竜太郎 昭和大学, 歯学部, 教授 (70233939)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
片桐 岳信 埼玉医科大学, 医学部, 教授 (80245802)
宮本 洋一 昭和大学, 歯学部, 准教授 (20295132)
山田 篤 昭和大学, 歯学部, 講師 (50407558)
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| Keywords | pH / 骨芽細胞 / 軟骨細胞 / MCT |
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| Research Abstract |
細胞は、種々のpH調節タンパク質を用いてpHの恒常性を維持している。本研究の目的は、軟骨細胞や骨芽細胞などの硬組織形成細胞の分化におけるpH調節タンパク質の役割を解明することである。
本年度は、モノカルボン酸輸送体（MCT）の骨芽細胞分化における役割について解析した。MCTは形質膜に存在するH+依存性トランスポーターであり、乳酸やピルビン酸等の酸を膜輸送することで細胞内外のpHの調節に寄与していると考えられている。MCTファミリーは14種類のサブタイプで構成されているが、その中でもユビキタスに発現するMCT-1に注目し解析を行った。その結果の概要は以下の通りである。
MCT-1はマウス頭蓋冠由来初代培養骨芽細胞および骨形成タンパク（BMP-2）で骨芽細胞様分化を誘導できる筋芽細胞株C2C12細胞の両者で豊富に発現していた。MCT-1の遺伝子発現を抑制するためにMct-1 siRNAを初代培養骨芽細胞およびC2C12細胞に導入したところ、BMP-2刺激によって出現するアルカリホスファターゼ（ALP）陽性細胞数が著しく減少した。また、Mct-1 siRNAを導入した細胞では、BMP-2刺激によって誘導されるALPのmRNA発現が強く抑制された。一方、他の骨芽細胞分化マーカー遺伝子の発現には有意な差を認めなかった。Mct-1 siRNAを導入したC2C12細胞では、BMP-2刺激後のSmad1/5/8のリン酸化と核移行が抑制された。さらに、培地中にMCT-1の主要な基質である乳酸を添加すると、BMP-2刺激後のC2C12細胞におけるALP陽性細胞数およびmRNA発現は乳酸の濃度依存的に増加した。
以上の結果から、pH調節タンパク質であるMCT-1を介した乳酸の膜輸送はBMP-2依存性の骨芽細胞分化を正に制御することが明らかとなった。
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[Journal Article] Porphyromonas gingivalis-derived lysine gingipain enhances osteoclast differentiation induced by tumor necrosis factor-alpha and interleukin-1beta, but suppresses that by interleukin-17A.2014
Author(s)
Akiyama, T., Miyamoto, Y., Yoshimura, K., Yamada, A., Takami, M., Hoshino, M., Imamura, T., Maruyama, T., Suzawa, T., Kohda, T., Tanaka, K., Baba, K., Kamijo, R.
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Journal Title
J. Biol. Chem.
Volume: 印刷中
Pages: 印刷中
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Identification of gene expression profile of neural crest-derived cells isolated from submandibular glands of adult mice.2014
Author(s)
Takahashi, M., Suzawa, T., Yamada, A., Yamaguchi, T., Mishima, K., Osumi, N., Maki, K., Kamijo, R.
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Journal Title
Biochem. Biophys. Res. Commun.
Volume: 446
Pages: 481-486
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Nanomechanical properties and molecular structures of in vitro mineralized tissues on anodically oxidized titanium surfaces.2014
Author(s)
Jang, I-. K., Tanaka, R., Wurihan, Suzuki, D., Shibata Y., Fujisawa, N., Tanimoto, Y., Ogura, K., Kamijo, R., Miyazaki, T.
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Journal Title
Nanomedicine
Volume: 10
Pages: 629-637
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Lysyl oxidase like-2 reinforces unsatisfactory ossification induced by bone morphogenetic protein-2: relating nanomechanical properties and molecular changes.2013
Author(s)
Shibata, Y., Suzuki, D., Wurihan, Yamada, A., Maruyama, N., Fujisawa, N., Kamijo, R., Miyazaki, T.
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Journal Title
Nanomedicine
Volume: 9
Pages: 1036-1047
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Cdc42plays important roles in bone formation during limb development.2013
Author(s)
Aizawa, R., Yamada, A., Suzuki, D., Tsukasaki, M., Yamamoto, M., Kamijo, R.
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Journal Title
Jpn. J. Tissue Cult. Dent. Res.
Volume: 22
Pages: 35-41
Peer Reviewed
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[Journal Article] BMP-2 induced expression of Alx3 that is a positive regulator of osteoblast differentiation.2013
Author(s)
Matsumoto, T., Yamada, A., Suzuki, D., Aizawa, R., Tsukasaki, M., Yamamoto, M., Baba, K., Kamijo, R.
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Journal Title
Plos One
Volume: 8
Pages: e68774
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Monocarboxylate transporter-1は骨芽細胞におけるアルカリホスファターゼの発現に必要である2013
Author(s)
吉村健太郎,宮本洋一,星野真理江,宮本尚,斎藤章大,船登咲映,泉田恵理,槇宏太郎,山本松男,馬場一美,上條竜太郎
Organizer
日本口腔組織培養学会設立50周年記念学術大会
Place of Presentation
東京
Year and Date
20131123-24
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[Presentation] Cdc42 is crucial for facial and palatal development.2013
Author(s)
Nakayama M, Yamada A, Aizawa R, Isobe T, Suzuki D, Suzuki W, Sato Y, Aiba A, Baba K, Mishima K, Yamamoto M, Maki K, Kamijo R
Organizer
2nd Meeting of the International Association for Dental Research-Asia Pacific Region
Place of Presentation
Bangkok, Thailand
Year and Date
20130821-20130823
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