2012 Fiscal Year Research-status Report
新規糖尿病モデルを用いた骨代謝機構の解析と運動による改善に関する研究
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24500848
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
北村 敬一郎 金沢大学, 保健学系, 准教授 (80283117)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
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)
小萱 康徳 朝日大学, 歯学部, 准教授 (30076046)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 糖尿病 / 骨代謝 / 糖尿病状態キンギョモデル / アロキサン / 再生ウロコ |
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| Research Abstract |
本年度は、糖尿病状態キンギョモデルの作製およびキンギョのエキソーム解析結果に基づくオリジナルアレイの開発に取り組んだ。その結果、アロキサンを500mg/kg-体重以上腹腔内へ投与すると高血糖状態となることをキンギョの血糖値測定から明らかにした。また、タカラバイオへキンギョのゲノムDNA断片塩基配列決定を外注し、その結果とゼブラフィッシュのエキソーム配列との比較をマッピングソフトを用いて実施した。ゼブラフィッシュのエキソーム配列を原型として発見されたキンギョの変異部位からゼブラフィッシュ・キンギョのキメラエキソームを作成し、ミトコンドリア以外の全てのタンパクの遺伝子塩基配列を決定し、キンギョのオリジナルアレイを作成した。
糖尿病における骨代謝は、これまで適切なモデル系がなかったため骨代謝への影響を詳細に検討することができなかった。われわれは、キンギョのウロコがＩ型コラーゲンを中心とした骨基質タンパクと破骨細胞および骨芽細胞が共存し、添加的石灰化と直接骨化によって形成されるため哺乳類の膜性骨のモデルとなることを利用し、これまで骨代謝の研究をウロコモデルにより研究してきた。今回、糖尿病状態キンギョモデルを作製し、さらに、ゼブラフィッシュとの類似性からキンギョのエキソーム解析によりミトコンドリア以外の全てのタンパクの遺伝子塩基配列を決定した。したがって、糖尿病状態のキンギョの再生ウロコから糖尿病状態での骨代謝を遺伝子レベルで解析できる可能性が開け意義あるものである。
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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
Ｈ２４年度の交付申請書に記載した「研究の目的」は、「キンギョの糖尿病モデル作製」と「オリジナルアレイの開発であった。」上述どおり、糖尿病状態モデルの作成法と糖尿病状態の確認を行うことができた。また、キンギョのエキソーム解析によりミトコンドリア以外の全てのタンパクの遺伝子塩基配列を決定し、キンギョのオリジナルアレイを作成したため。
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| Strategy for Future Research Activity |
①アロキサンを腹腔内へ投与すると高血糖状態になったが、膵島でのインスリン産生量が減少しているかどうかを確認する必要がある。そこで、アロキサン投与量による膵臓でのインスリン産生低下を魚類のインスリン抗体を用いた免疫染色法により確認する。
②高血糖の糖尿病状態キンギョのウロコを抜去し、高血糖状態で再生する再生ウロコ上の骨芽細胞や破骨細胞の遺伝子発現を調べ、糖尿病状態での骨代謝を解析する。
③糖尿病での骨強度に関連すると考えられる骨基質タンパクの糖化を評価する。そこで、糖尿病状態で再生した再生ウロコの骨基質タンパク、特にI型コラーゲンの非酵素的糖化に伴うアマドリ化合物によるα鎖どうしの架橋から生じるβ鎖やγ鎖の増加量を解析する。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
消耗品：Ｈ25年度は、魚類のインスリン抗体を用いた免疫染色法の実施に必要な器具、試薬類で400千円を計上している。また、高血糖状態でのウロコの骨代謝に必要な遺伝子解析用キットが多く必要で、600千円を計上している。さらに、I型コラーゲンの非酵素的糖化の解析に必要な器具、試薬類で400千円計上している。実験に必要な実験動物として、キンギョを合計100匹で50千円計上している。
旅費：成果発表国内旅費で150千円計上している。
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[Journal Article] Static and dynamic hypergravity responses of osteoblasts and 2 osteoclasts in medaka scales.2013
Author(s)
Yano, S., Kitamura, K., Satoh, Y., Nakano, M., Hattori, A., Sekiguchi, T., Ikegami, M., Nakashima, H., Omori, K., Hayakawa, K., et al.
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Journal Title
Zool. Sci.
Volume: 30
Pages: 217-223
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Prostaglandin E2 increases both osteoblastic and osteoclastic activity in the scales and participates in calcium metabolism in goldfish.2012
Author(s)
Omori, K., Wada, S., Maruyama, Y., Hattori, A., Kitamura, K., Sato, Y.,et al.
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Journal Title
Zool. Sci.
Volume: 29
Pages: 499-504
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Determination of Calcium Sensing Receptor in the Scales of Goldfish and Induction of Its mRNA Expression by Acceleration Loading.2012
Author(s)
Kakikawa, M., Yamamoto, T., Chowdhury, V.S., Satoh, Y., Kitamura, K., Sekiguchi, T., et al.
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Journal Title
Biol. Sci. Space
Volume: 26
Pages: 26-31
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Osteoblasts and osteoclasts in regenerating goldfish scales respond to mechanical loading: Analysis of osteoblastic and osteoclastic marker mRNA expression.2012
Author(s)
Kitamura, K., Satoh, Y., Inari, M., Takahira, K., Okesaku, W., Endo, M., Yano, S., Yamamoto, T., Kaminishi, A., Akatsuka, R., Hattori, A. and Suzuki, N.
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Journal Title
Biol. Sci. Space
Volume: 26
Pages: 42-46
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Polychlorinated biphenyl (118) activates osteoclasts and induces bone resorption in goldfish.2012
Author(s)
Yachiguchi, K., Matsumoto, N., Haga, Y., Suzuki, M., Matsumura, C., Tsurukawa, M., Okuno, T., Nakano, T., Kawabe, K., Kitamura, K., et al.
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Journal Title
Env. Sci. Poll. Res.
Volume: 12
Pages: 1347-1355
DOI
Peer Reviewed
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