新規硬組織モデルを用いた微小重力・過重力下での骨吸収及び骨形成の機構解析

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 24620004
• 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): 服部 淳彦 東京医科歯科大学, 教養部, 教授 (70183910) ; 池亀 美華 岡山大学, 医歯(薬)学総合研究科, 准教授 (70282986) ; 北村 敬一郎 金沢大学, 保健学系, 教授 (80283117) ; 大森 克徳 亜細亜大学, 経済学部, 教授 (20358534)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: 擬似微小重力 / 魚のウロコ / 破骨細胞 / 骨芽細胞 / 3次元クリノスタット

Outline of Annual Research Achievements

3次元クリノスタットによる擬似微小重力に対する骨芽細胞及び破骨細胞に対する影響を詳細に調べる為に、シグナル伝達等に関連する遺伝子を解析した。
即ち骨芽細胞では、Wnt/β-カテニン経路を負に制御する因子としてWnt inhibitory factor 1 (WIF1)とdickkopf 1(Dkk1)及びスクレロスチンのmRNA発現を調べた。これらは全てWnt経路を阻害する因子であるが、その作用機序は異なる。そこで、これらの因子を解析した結果、WIF1のmRNA発現が1, 2, 4日間の擬似微小重力刺激によって有意に増加した。また Dkk1も1日間の刺激において増加したが、Dkk1の発現は2日間の刺激では変化せず、4日間の刺激では顕著に減少を示した。スクレロスチンのmRNA発現は2日間の刺激では変化しなかったが、1日間及び4日間の刺激においては有意に減少した。したがって、擬似微小重力は主にWIF1mRNAの発現を増加させることで骨形成活性を抑制していることが示唆された。
次に破骨細胞形成に対する擬似微小重力刺激の影響を調べた。骨芽細胞で発現しているRANKL刺激を受け取るRANKの発現（破骨細胞で特異的に発現する因子）は1, 2日間の擬似微小重力刺激では変化が見られなかったが、4日間の刺激においては顕著に増加が見られた。続いてRANKに誘導されるNFATc1の発現は、1, 2, 4日間の擬似微小重力刺激において増加し、その後の刺激時間に比例してその傾向は強く見られた。NFATc1の標的遺伝子であるDC-STAMP（破骨細胞の活性化因子）のmRNA発現は、1日間の刺激では有意に増加した。したがって、RANKLにより誘導される経路で破骨細胞は活性化されることが判明した。

Research Products

• [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: 330-337
  • DOI: 10.2108/zs130265.
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [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
• [Journal Article] Development of oral epithelial cell line ROE2 with differentiation potential from transgenic rats harboring temperature-sensitive simian virus 40 large T-antigen. (2014)
  • Author(s): Tabuchi, Y., Wada, S., Ikegame, M., Kariya, A., Furusawa, Y., Hoshi, N., Yunoki, T., Suzuki, N., Takasaki, I., Kondo, T. and Suzuki, Y.
  • Journal Title: Exp. Anim. Volume: 63 Pages: 31-44
  • DOI: 10.1538/expanim.63.31
  • Peer Reviewed / Open Access
• [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: 6365-6372
  • DOI: 10.1007/s11356-012-1347-5.
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] 宇宙空間における微小重力への金魚再生ウロコ破骨細胞の応答 (2015)
  • Author(s): 池亀美華，田畑 純，服部淳彦，鈴木信雄
  • Organizer: 第120回 日本解剖学会総会･全国学術集会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場
  • Year and Date: 2015-03-21 – 2015-03-23
  • Invited
• [Presentation] 魚類のウロコを用いた宇宙生物学的研究：キンギョのウロコ及び骨疾患モデルラットの骨代謝に対するブロモメラトニンの新規作用 (2015)
  • Author(s): 鈴木信雄，矢野幸子，大森克徳，北村敬一郎，清水宣明，西内 巧，染井正徳，関口俊男，渡辺良成，池亀美華，近藤 隆，田渕圭章，鈴木 徹，遠藤雅人，竹内俊郎，江尻貞一，三島弘幸，嶋津 徹、関 あずさ，舟橋久幸，高垣裕子，笠原春夫，永瀬 睦，田谷敏貴，長野慎太郎，宮下知之，服部淳彦
  • Organizer: 第29回宇宙環境利用シンポジウム
  • Place of Presentation: 宇宙航空研究開発機構 宇宙科学研究所 相模原キャンパス
  • Year and Date: 2015-01-24 – 2015-01-25
• [Presentation] 骨モデル（魚のウロコ）を用いて宇宙実験：骨を壊す細胞の変化． (2014)
  • Author(s): 鈴木信雄
  • Organizer: 平成26年度日本動物学会中部支部大会、公開講演会
  • Place of Presentation: コンセール能登
  • Year and Date: 2014-11-25 – 2014-11-25
  • Invited
• [Presentation] 破骨細胞及び骨芽細胞の重力応答：骨モデル（ウロコ）を用いた解析 (2014)
  • Author(s): 山本 樹，池亀美華，田渕圭章，矢野幸子，遠藤雅人，近藤 隆，北村敬一郎，関口俊男，服部淳彦，鈴木信雄
  • Organizer: 平成26年度日本動物学会中部支部大会
  • Place of Presentation: のと勤労者プラザ
  • Year and Date: 2014-11-24 – 2014-11-24
• [Presentation] 走査型及び透過型電子顕微鏡によるキンギョウロコの収納ポケットの形態観察 (2014)
  • Author(s): 舟橋久幸，鬼木弘明，赤塚涼佑，耿啓達，鈴木信雄，服部淳彦
  • Organizer: 第46回日本臨床分子形態学会
  • Place of Presentation: 日本大学
  • Year and Date: 2014-10-17 – 2014-10-18
• [Presentation] 過重力及び擬似微小重力に対する破骨細胞及び骨芽細胞の応答解析：骨モデル（ウロコ）を用いた解析 (2014)
  • Author(s): 山本 樹，池亀美華，田渕圭章，矢野幸子，遠藤雅人，近藤 隆，北村敬一郎，関口俊男，服部淳彦，鈴木信雄
  • Organizer: 日本宇宙生物科学会第28回大会
  • Place of Presentation: 大阪府立大学
  • Year and Date: 2014-09-22 – 2014-09-23
• [Presentation] 宇宙実験を基盤にした骨疾患治療薬の開発 (2014)
  • Author(s): 鈴木信雄，関あずさ，高垣裕子，田渕圭章，矢野幸子，北村敬一郎，関口俊男，池亀美華，近藤 隆，染井正徳，服部淳彦
  • Organizer: 日本宇宙生物科学会第28回大会
  • Place of Presentation: 大阪府立大学
  • Year and Date: 2014-09-22 – 2014-09-23
• [Presentation] Response of osteoclasts and receptor activator of nuclear factor kappa-B ligand expression in the regenerating scales of goldfish under microgravity. (2014)
  • Author(s): Ikegame, M., Hattori, A., Tabuchi, Y., Kitamura, K., Yamamoto, T., Nakano, M., Yano, S., Yamamoto, T. And Suzuki, N.
  • Organizer: 2nd International Symposium on Mechanobiology
  • Place of Presentation: Ｏｋａｙａｍａ Ｕｎｉｖ．
  • Year and Date: 2014-05-20 – 2014-05-23
  • Invited
• [Presentation] 超音波による機械的刺激の骨芽細胞及び破骨細胞に対する作用：魚のウロコを用いた解析． (2014)
  • Author(s): 鈴木信雄，北村敬一郎，古澤之裕，田渕圭章，近藤 隆，池亀美華，清水宣明，和田重人，服部淳彦
  • Organizer: 日本超音波医学会第87回学術集会
  • Place of Presentation: 横浜国際会議場
  • Year and Date: 2014-05-09 – 2014-05-11
  • Invited