2014 Fiscal Year Annual Research Report
光操作－膜電位制御－による骨細胞機能・骨代謝機構コントロール
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25670638
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| Research Institution | Osaka Dental University |
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Principal Investigator |
納富 拓也 大阪歯科大学, 歯学部, 講師 (70542249)
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2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 力学的刺激 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
老化にともなう骨疾患や骨粗鬆症は1000万人を超えると推定される。この運動器疾患を治療・予防して、Quality of Life (QOL)の維持・向上が重要になってきている。この原因を明らかにして、骨疾患治療を推進するために、いままでの研究成果を基にして骨組織における細胞膜電位とイオンチャネルの役割を検討してきた。私は力学的刺激と骨代謝機構の関係を検討するなかで、骨代謝におけるイオンチャネル・神経伝達物質受容体の重要性を発見して、膜電位が骨代謝を制御するという示唆を得た。そこで、力学的刺激に反応する骨内での代表的細胞である骨細胞に焦点を当てて、光操作による生体内での骨構築を見据えながら、膜電位操作回路による骨細胞の機能制御を試みた。
本年度では、膜電位操作分子を導入した骨細胞において、広範な機能操作の可能性を検討した。MLO-Y4の特徴的な形態（樹状突起形成・細胞間接着）の変動は、脱分極・過分極変化を基にした膜電位の変動程度に比例して生じることを確認した。また、力学的負荷時の細胞との比較により、力学的負荷時のリン酸化タンパク質(ERKなど)の変動と同程度の変動が膜電位操作により認められた。この膜電位操作については、その頻度・変動量の最適化を進めている。生体内での骨構築については、培養骨細胞に膜電位操作分子を導入した細胞を作製して、マウスの頭頂骨上にマトリゲルとともに操作分子を導入した細胞を移植した。対照マウス（コントロール細胞を移植）と実験マウスに光照射をおこない、骨構造の変動具合を確認したところ、実験群のマウスで光照射－骨細胞機能操作による骨構造の変動を確認した。
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[Journal Article] β2 Adrenergic receptor activation suppresses BMP-induced alkaline phosphatase expression in osteoblast-like MC3T3E1 cells2015
Author(s)
Takayuki Yamada, Yoichi Ezura, Tadayoshi Hayata, Shuichi Moriya, Jumpei Shirakawa, Takuya Notomi, Smriti Aryal, Makiri Kawasaki, Yayoi Izu, Kiyoshi Harada, Masaki Noda
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Journal Title
J Cell Biochem
Volume: in press
Pages: in press
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] PTH regulates β2-adrenergic receptor expression in osteoblast-like MC3T3-E1 cells2015
Author(s)
Shuichi Moriya, Tadayoshi Hayata, Takuya Notomi, Smriti Aryal, Testuya Nakamoto, Yayoi Izu, Makiri Kawasaki, Takayuki Yamada, Jumpei Shirakawa, Kazuo Kaneko, Yoichi Ezura, Masaki Noda
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Journal Title
J Cell Biochem
Volume: 116
Pages: 142-148
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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