魚鱗の再生と両生類変態期の後肢形成を骨形成モデルとしたメラトニンの制御機構の解明

2013 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 24570068
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: 服部 淳彦 東京医科歯科大学, 教養部, 教授 (70183910)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田渕 圭章 富山大学, 生命科学先端研究センター, 准教授 (20322109)
• Keywords: 軟骨性骨化 / 変態 / 軟骨 / 骨 / メラトニン / メラトニン受容体

Research Abstract

本研究は、骨形成の２大様式である「膜性骨化」と「軟骨性骨化」に対するメラトニンによる制御機構を解明するものである。昨年度は、キンギョの再生鱗を「膜性骨化」のモデルとして用いて、概日時計による制御機構を明らかにするための実験を行った。本年度は、変態期両生類幼生の後肢（骨）形成を「軟骨性骨化」のモデルとして用い、その形成過程の詳細を調べるとともに、メラトニンによる制御機構を明らかにすることを目的とした基礎実験を行った。まず、ウシガエルおよびアフリカツメガル幼生の後肢形成に伴う骨形成過程を、透明標本と組織切片を作製して観察した。次いで、ウシガエル幼生後肢（骨）における、メラトニン受容体（Mel1b）のｍRNA発現ならびに骨芽細胞のマーカーであるOsteocalcinのmRNA 発現をReal-Time PCR法を用いて検討した。透明標本と組織切片を観察した結果、両生類幼生の後肢は、前変態期ではほぼ全てが軟骨よりなり、変態始動期の初期から骨化が進んでいくことが明らかとなった。ウシガエル幼生後肢（骨）におけるメラトニン受容体（Mel1b）mRNAの発現は、前変態期では高く、変態始動期の初期に低くなり始め、その後のステージでは発現は低いままであった。一方、骨芽細胞のマーカーであるOsteocalcinのmRNA発現は、前変態期から変態始動期の前半までは低く、変態始動期の後半から変態最盛期にかけて高くなっていた。この結果は、組織標本の結果を支持するものであった。以上の結果より、メラトニンは、骨芽細胞だけでなく軟骨細胞も制御している可能性が示された。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本研究の目標の一つである「軟骨性骨化」に対するメラトニンの制御機構を解明するために、まずは「軟骨性骨化」のモデル系の検討を行った。本実験では変態期両生類幼生の後肢（骨）形成にスポットを当てて、組織学的および分子生物学的検討を行い、基盤となるデータに関しては、ほぼ得ることができた。

Strategy for Future Research Activity

最終年度は、「膜性骨化」に対するメラトニンによる制御機構を明らかにするために、魚類の再生鱗を用いて、昨年度に調べ終わったper遺伝子以外の複数の時計遺伝子のｍRNA発現の日周リズムと隆起線形成との関連を明らかにする。すなわち、20時間周期や28時間周期で飼育されたキンギョの再生鱗における各時計遺伝子と骨芽細胞関連遺伝子のｍRNA発現の日周変化を調べる予定である。また、培養再生鱗を用いてメラトニンの添加実験を行い、各骨芽細胞関連遺伝子や時計遺伝子のｍRNA発現に対する影響を調べることにより、本研究テーマの解明を目指す。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

見込額より、実験に必要な経費が低く、差額が生じたため。
平成26年度の経費とともに消耗品にあてる予定。

Research Products

• [Journal Article] Increased PGE2 has a positive correlation with plasma calcium during goldfish reproduction. (2014)
  • Author(s): Suzuki, N., Maruyama, Y., Nakano, M., Hattori, A., Honda, M., Shimazaki, Y., Sekiguchi, T., Kamauchi, H., Mishima, H., Wada, S., Srivastav, A.K., Hayakawa, K. and Oshima, Y.
  • Journal Title: J. Fac. Agr., Kyushu Univ. Volume: 59 Pages: 97-101
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] メラトニンと宇宙と骨代謝 (2014)
  • Author(s): 服部淳彦，五十嵐－右高潤子，池亀美華，矢野幸子，染井正徳，鈴木信雄
  • Journal Title: 内分泌・糖尿病・代謝内科 Volume: 38 Pages: 190-200
• [Journal Article] Polychlorinated biphenyl (118) activates osteoclasts and induces bone resorption in goldfish. (2014)
  • Author(s): Yachiguchi, K., Matsumoto, N., Haga, Y., Suzuki, M., Matsumura, C., Tsurukawa, M., Okuno, T., Nakano, T., Kawabe, K., Kitamura, K., Toriba, A., Hayakawa, K., Chowdhury, V.S., Endo, M., Chiba, A., Sekiguchi, T., Nakano, M., Tabuchi, Y., Kondo, T., Wada, S., Mishima, H., Hattori, A. and Suzuki, N.
  • Journal Title: Env. Sci. Poll. Res. Volume: 21 Pages: in press
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Effect of inorganic mercury and methylmercury on osteoclasts and osteoblasts in the scales of the marine teleost as a model system of bone. (2014)
  • Author(s): Yachiguchi, K., Sekiguchi, T., Nakano, M., Hattori, A., Yamamoto, M., Kitamura, K., Maeda, M., Tabuchi, Y., Kondo, T., Kamauchi, H., Nakabayashi, H., Srivastav, A.K., Hayakawa, K., Sakamoto, T. and Suzuki, N.
  • Journal Title: Zool. Sci. Volume: 31 Pages: in press
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Static and dynamic hypergravity responses of osteoblasts and osteoclasts in medaka scales. (2013)
  • Author(s): Yano, S., Kitamura, K., Satoh, Y., Nakano, M., Hattori, A., Sekiguchi, T., Ikegame, M., Nakashima, H., Omori, K., Hayakawa, K., Chiba, A., Sasayama, Y., Ejiri, S., Mikuni-Takagaki, Y., Mishima, H., Funahashi, H., Sakamoto, T. and Suzuki, N.
  • Journal Title: Zool Sci. Volume: 30 Pages: 217-223
  • DOI: 10.2108/zsj.30.217.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Zebrafish scales respond differently to in vitro dynamic and static acceleration: analysis of interaction between osteoblasts and osteoclasts. (2013)
  • Author(s): Kitamura, K., Takahira, K., Inari, M., Satoh, Y., Hayakawa, K., Tabuchi, Y., Ohgai, K., Nishiuchi, T., Kondo, T., Mikuni-Takagaki, Y., Chen, W., Hattori, A. and Suzuki, N.
  • Journal Title: Comp. Biochem. Physiol. Part A Volume: 166 Pages: 74-80
  • DOI: 10.1016/j.cbpa.2013.04.023.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 宇宙メラトニン研究と抗加齢医学との接点 (2013)
  • Author(s): 服部淳彦，池亀美華，矢野幸子，染井正徳，鈴木信雄
  • Journal Title: 日本抗加齢医学会雑誌 Volume: 9 Pages: 356-363
• [Journal Article] 象牙質の成長線の周期と体内時計の情報伝達分子のメラトニンの分泌リズムの関連 (2013)
  • Author(s): 三島弘幸，井上昌子，門田理佳，服部淳彦，鈴木信雄，筧 光夫，松本 敬，里村一人，見明康雄
  • Journal Title: 日本再生歯科医学会雑誌 Volume: 11 Pages: 27-39
• [Presentation] メラトニン投与における象牙質の成長線の形成や象牙質組成に関する分析学的及び組織学的研究 (2014)
  • Author(s): 三島弘幸，門田理佳，服部淳彦，鈴木信雄，筧 光男，松本 敬，里村一人，見明康雄
  • Organizer: 第119回日本解剖学会
  • Place of Presentation: 自治医科大学
  • Year and Date: 20140327-20140329
• [Presentation] 新規メラトニン誘導体の骨代謝に対する作用：魚類及び哺乳類におけるin vivoの解析 (2014)
  • Author(s): 鈴木信雄，関口俊男，帖地 藍，山本 樹，上西篤志，関 あずさ，高垣裕子，池亀美華，田渕圭章，近藤 隆，北村敬一郎，清水宣明，矢野幸子，染井正徳，服部淳彦
  • Organizer: 平成25年度日本動物学会中部支部例会
  • Place of Presentation: 愛知県
  • Year and Date: 20140308-20140309
• [Presentation] 新規メラトニン誘導体の魚類の骨代謝に対する作用 (2013)
  • Author(s): 帖地 藍，谷内口孝治，田渕圭章，近藤 隆，北村敬一郎，清水宣明，関口俊男，矢野幸子，服部淳彦，鈴木信雄
  • Organizer: 第38回日本比較内分泌学会大会
  • Place of Presentation: 宮崎大学
  • Year and Date: 20131024-20131026
• [Presentation] 骨モデル（魚のウロコ）に対する放射線とメラトニンの影響 (2013)
  • Author(s): 上西篤志，丸山雄介，中野真樹，松本謙一郎，大森克徳，田渕圭章，和田重人，近藤 隆，遠藤雅人，北村敬一郎，早川和一，矢野幸子，清水宣明，関口俊男，服部淳彦，鈴木信雄
  • Organizer: 第38回日本比較内分泌学会大会
  • Place of Presentation: 宮崎大学
  • Year and Date: 20131024-20131026
• [Presentation] キンギョを用いた糖尿病様モデルのインスリン産生能の解析 (2013)
  • Author(s): 北村敬一郎，安藤 忠，桶作若菜，遠藤雅人，服部淳彦，鈴木信雄
  • Organizer: 第38回日本比較内分泌学会大会
  • Place of Presentation: 宮崎大学
  • Year and Date: 20131024-20131026
• [Presentation] アオゴカイ（環形動物）におけるメラトニンの同定 (2013)
  • Author(s): 新田沙織，関口俊男，金澤直子，海老原充，服部淳彦，鈴木信雄
  • Organizer: 第38回日本比較内分泌学会大会
  • Place of Presentation: 宮崎大学
  • Year and Date: 20131024-20131026
• [Presentation] 擬似微小重力に対する骨モデル（ウロコ）の破骨細胞及び骨芽細胞の応答解析 (2013)
  • Author(s): 山本 樹，池亀美華，田渕圭章，矢野幸子，遠藤雅人，近藤 隆，中野真樹，北村敬一郎，関口俊男，清水宣明，服部淳彦，鈴木信雄
  • Organizer: 第38回日本比較内分泌学会大会
  • Place of Presentation: 宮崎大学
  • Year and Date: 20131024-20131026
• [Presentation] 多環芳香族炭化水素類の魚類の骨代謝に対する作用 (2013)
  • Author(s): 表 俊樹，川部季美，北村敬一郎，服部淳彦，田渕圭章，近藤 隆，鳥羽 陽，早川和一，鈴木信雄
  • Organizer: 第38回日本比較内分泌学会大会
  • Place of Presentation: 宮崎大学
  • Year and Date: 20131024-20131026
• [Presentation] 新規メラトニン誘導体の卵巣摘出ラットに対する作用 (2013)
  • Author(s): 関口俊男，帖地 藍，関あずさ，高垣裕子，池亀美華，田渕圭章，近藤 隆，北村敬一郎，清水宣明，矢野幸子，服部淳彦，鈴木信雄
  • Organizer: 第38回日本比較内分泌学会大会
  • Place of Presentation: 宮崎大学
  • Year and Date: 20131024-20131026
• [Presentation] ヒトおよびニワトリ骨組織におけるメラトニン受容体の発現と局在 (2013)
  • Author(s): 中野真樹，池亀美華，山本智章，服部淳彦
  • Organizer: 第84回日本動物学会
  • Place of Presentation: 岡山大学
  • Year and Date: 20130926-20130928
• [Presentation] キンギョの再生鱗における時計遺伝子と骨芽細胞関連遺伝子の発現 (2013)
  • Author(s): 赤塚涼佑，黒田美翔，丸山雄介，鈴木信雄，服部淳彦
  • Organizer: 第84回日本動物学会
  • Place of Presentation: 岡山大学
  • Year and Date: 20130926-20130928
• [Presentation] 微小重力におけるウロコの破骨細胞の応答 (2013)
  • Author(s): 鈴木信雄，池亀美華，山本 樹，北村敬一郎，田渕圭章，矢野幸子，服部淳彦
  • Organizer: 第84回日本動物学会
  • Place of Presentation: 岡山大学
  • Year and Date: 20130926-20130928
• [Presentation] ポリ塩化ビフェニル（PCB118）は魚の骨代謝を攪乱する (2013)
  • Author(s): 谷内口孝治，関口俊男，羽賀雄紀，松村千里，鶴川正寛，中野武，北村敬一郎，鳥羽陽，早川和一，近藤隆，田渕圭章，和田重人，遠藤雅人，服部淳彦，鈴木信雄
  • Organizer: 第84回日本動物学会
  • Place of Presentation: 岡山大学
  • Year and Date: 20130926-20130928
• [Presentation] フタホシコオロギの加齢性記憶障害における飼育環境の影響 (2013)
  • Author(s): 松本幸久，松本‐佐藤千尋，中野真樹，服部淳彦，水波誠
  • Organizer: 第84回日本動物学会
  • Place of Presentation: 岡山大学
  • Year and Date: 20130926-20130928
• [Presentation] キンギョウロコのアパタイトの解析－赤外ラマン分光によるアプローチ (2013)
  • Author(s): 奈良雅之，服部淳彦，大西晃宏，赤塚陽子，矢野幸子，鈴木信雄，松田准一
  • Organizer: 第22回日本バイオイメージング学会
  • Place of Presentation: 東京大学
  • Year and Date: 20130914-20130916
• [Presentation] 「宇宙メラトニン研究」の目的と今後の展開 (2013)
  • Author(s): 服部淳彦
  • Organizer: 第３回宇宙メラトニン研究会
  • Place of Presentation: 金沢大学
  • Year and Date: 20130819-20130820
  • Invited
• [Presentation] Neuroendocrine control of semilunar-synchronized spawning migration in grass puffer. (2013)
  • Author(s): Hironori Ando, Md. Shahjahan, Satoshi Ogawa, Atsuhiko Hattori, Kazuyoshi Tsutsui, Ishwar Parhar
  • Organizer: 17th International Congress of Comparative Endocrinology
  • Place of Presentation: Barcelona, Spain
  • Year and Date: 20130715-20130719
• [Presentation] 象牙質の成長線形成と体内時計の情報伝達分子メラトニンの関連 (2013)
  • Author(s): 三島弘幸，門田理佳，井上昌子，.服部淳彦，.鈴木信雄，田畑 純，寛 光夫，松本 敬，里村一人，見明康雄
  • Organizer: 第31回化石研究会総会・学術大会
  • Place of Presentation: 下仁田町文化ホール
  • Year and Date: 20130601-20130602
• [Presentation] メラトニンと骨粗鬆症 (2013)
  • Author(s): 服部淳彦
  • Organizer: 第86回日本内分泌学会学術総会
  • Place of Presentation: 仙台国際センター
  • Year and Date: 20130425-20130427
  • Invited
• [Presentation] メラトニン－基礎研究より－
  • Author(s): 服部淳彦
  • Organizer: 第5回抗加齢内分泌研究会
  • Place of Presentation: 立教大学
  • Invited
• [Presentation] 新規メラトニン誘導体－骨粗鬆症の治療に向けて
  • Author(s): 鈴木信雄，関 あずさ，関口俊男，染井正徳，高垣裕子，矢野幸子，服部淳彦
  • Organizer: 第5回抗加齢内分泌研究会
  • Place of Presentation: 立教大学
• [Presentation] 魚のウロコを用いた宇宙実験
  • Author(s): 鈴木信雄，矢野幸子，服部淳彦
  • Organizer: 第84回日本動物学会 動物学のひろば
  • Place of Presentation: 玉野海洋博物館
• [Presentation] 象牙質の成長線形成とサーカディアンリズム同調因子メラトニンの関係
  • Author(s): 三島弘幸，門田理佳，井上昌子，服部淳彦，鈴木信雄，寛 光男，松本 敬，里村一人，見明康夫
  • Organizer: バイオミネラリゼーション研究会
  • Place of Presentation: 東京大学
• [Book] Sexual Plasticity and Gametogenesis in Fishes (2013)
  • Author(s): Ando, H., Ikegami, T., Maruyama, Y. Shahjahan, Md. and Hattori, A.
  • Total Pages: 470 (17-29)
  • Publisher: Nova Science Publishers, Inc.