2016 Fiscal Year Annual Research Report
Exercise related mechanosignling based on nervous system and changes in membrane potential
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26282182
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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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2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 骨代謝 / 光遺伝学 / 力学的刺激 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
老化や閉経に伴う骨粗鬆症患者数は1000万人といわれ、高齢化社会をむかえて、その患者数は増加し続けている。この治療・予防に運動のような力学的刺激は有効であると報告されている。しかしながら、力学的刺激の強い運動（レジスタンス運動）による骨代謝・骨形態変動についてのメカニズムは明確にされていない。これは、動物に運動負荷することの難しさが一因と考えられる。私は、このメカニズムを検討するために、ラットがヒトと同様に直立運動をおこなうスクワット運動と非侵襲的にレジスタンス運動をおこなうクライミング運動を開発した。また、神経伝達物質受容体とイオンチャネルの骨代謝機構における役割を明らかにして、細胞膜電位変動と骨代謝の関係を検討してきた。いままでの結果に基づいた神経伝達物質受容体・イオンチャネルを介した細胞膜電位変化を伴う力学的刺激による骨代謝機構の解明を目指す。本年度では、同定した標的分子の一つPiezo1の力学的刺激伝達機構・骨代謝における役割を検討した。CRISPR/CAS9によりPiezo1の遺伝子欠損させた骨細胞株を用いて、力学的刺激（伸展刺激）を与えたところ、力学刺激反応指標がコントロール細胞株に比べて大きく減少した。この原因を検討するために、細胞外カルシウムを除去した後、力学的刺激をおこなったところ、コントロール細胞株では力学刺激反応指標が大きく減少したが、Piezo1欠損細胞株では、変化が認められなかった。また、力学的刺激の細胞膜電位変動を記録したところ、Piezo1遺伝子欠損では、コントロールと比較して変動幅が大きく減少した。これらの結果から、細胞膜電位とPiezo1の力学的刺激伝達機構への関与が示唆されたとともに、細胞外カルシウムの重要性が認められた。
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(2 results)
