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骨・骨髄損傷後の血管新生から組織再生までの遺伝子発現と制御

研究課題

研究課題/領域番号 12137210
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関産業医科大学

研究代表者

中村 利孝  産業医科大学, 医学部, 教授 (50082235)

研究分担者 酒井 昭典  産業医科大学, 医学部, 助教授 (90248576)
成澤 研一郎  産業医科大学, 医学部, 講師 (20269062)
内田 宗志  産業医科大学, 医学部, 助手 (60330990)
鶴上 浩  産業医科大学, 医学部, 講師 (70299618)
研究期間 (年度) 2000 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
52,100千円 (直接経費: 52,100千円)
2004年度: 13,000千円 (直接経費: 13,000千円)
2003年度: 13,000千円 (直接経費: 13,000千円)
2002年度: 12,800千円 (直接経費: 12,800千円)
2001年度: 13,300千円 (直接経費: 13,300千円)
キーワード骨・骨髄損傷 / 海綿骨 / 皮質骨 / ビスフォスフォネート / cbfa-1 / osterix / osteocalcin / RANKL / PECAM-1 / CD31 / 骨髄細胞 / 血管内皮細胞 / 骨芽細胞 / CFU-f / アルカリフォスファターゼ / 非荷重 / 骨損傷 / 血管内皮細胞成長因子 / flt-1 / 骨再生 / 骨髄 / 組織形態計測 / 力学強度 / HIF / 血管芽細胞 / VEGF / Flk-1 / Flt-1 / 骨髄損傷 / 血管新生 / HIFファミリー
研究概要

我々は、骨・骨髄損傷後の組織修復過程において、骨形成と血管形成因子との関連を明らかにする目的で研究を行ってきた。今年度は、ビスフォスフォネート(BP)投与により骨代謝回転が低下した(骨芽細胞分化能が低下した)状態で、骨・骨髄損傷を生じた場合、その修復過程が遅延するか否か、その機序について明らかにする目的で実験を行った。
7週齢の雄性C57BL/6Nマウスを、1週間の予備飼育後、8週齢からBP (YM529の0.1mg/kgを毎週1回静注)を投与開始した。10週齢で大腿骨骨幹部の骨・骨髄にドリルで穴を開けた。修復部組織の組織形態計測およびrealtime PCRで遺伝子発現を調べた。
骨・骨髄損傷後14日までの骨髄修復期においては、骨髄内仮骨の形成は、BP投与による影響を受けなかったが、14日以降の皮質骨の再構築期においては、BP投与群では層板骨(lamellar bone)構造が多成されず、修復が遅延した。損傷前は、BP投与により、ALP陽性CFU-fの形成は低下し、骨芽細胞分化は抑制されていた。しかし、損傷後3日、cbfa-1、osterixの発現は、BP投与群と非投与群に差がなくなった。しかし、osteocalcinの発現は低下しており、RANKLの発現は亢進していた。BPにより低下していた骨芽細胞分化能は、損傷後は非投与群と同じように急激に促進されたが、骨芽細胞の最終分化段階は依然抑制された状態であった。
マウス骨・骨髄損傷後の修復過程において、ビスフォスフォネート投与は、1)骨髄内仮骨の形成に影響を与えないこと、2)骨髄内仮骨の吸収を遅延させること、3)皮質骨の再構築(層板骨構造形成)を遅延させること、を明らかにした。

報告書

(5件)
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2004 その他

すべて 雑誌論文 (6件) 文献書誌 (21件)

  • [雑誌論文] Prostaglandin E_2 receptor (EP4) selective agonist (ONO-4819, CD) accelerates bone repair of femoral cortex after drill-hole injury associated with local upregulation of bone turnover in mature rats.2004

    • 著者名/発表者名
      Tanaka M, Sakai A, Nakamura T, et al.
    • 雑誌名

      Bone 34・6

      ページ: 940-948

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Regulation of mineral-to-matrix ratio of lumbar trabecular bone in ovariectomized rats treated with risedronate in combination with or without vitamin K2.2004

    • 著者名/発表者名
      Ohtomo H, Sakai A, Nakamura T, et al.
    • 雑誌名

      Journal of Bone and Mineral Metabolism 22・5

      ページ: 404-414

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Skeletal unloading alleviates the anabolic action of intermittent parathyroid hormone (1-34) in mouse tibia in association with inhibition of PTH-induced increase in c-fos RNA in bone marrow cells.2004

    • 著者名/発表者名
      Tanaka S, Sakai A, Nakamura T, et al.
    • 雑誌名

      Journal of Bone and Mineral Research 19・11

      ページ: 1813-1820

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Human parathyroid hormone (1-34) increases mass and structure of the cortical shell, with resultant increase in lumbar bone strength, in ovariectomized rats.2004

    • 著者名/発表者名
      Arita S, Sakai A, Nakamura T, et al.
    • 雑誌名

      Journal of Bone and Mineral Metabolism 22・6

      ページ: 530-540

    • NAID

      10014316617

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Bisphosphonate (YM529) delays the repair of cortical bone defect after drill-hole injury by reducing terminal differentiation of osteoblasts in the mouse femur.

    • 著者名/発表者名
      Nagashima M, Sakai A, Nakamura T, et al.
    • 雑誌名

      Bone (in press)

      ページ: 2005-2005

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Reduced expression of platelet endothelial cell adhesion molecule-1 in bone marrow cells in mice after skeletal unloading.

    • 著者名/発表者名
      Sakuma-Zenke M, Sakai A, Nakamura T, et al.
    • 雑誌名

      Journal of Bone and Mineral Research (in press)

      ページ: 2005-2005

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] Okazaki R, Sakai A, Nakamura T, et al.: "Apoptosis and p53 expression in chondrocytes relate to degeneration in articulacartilage of immobilized knee joints."Journal of Rheumatology. 30・3. 559-566 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Ohichi Y, Narusawa K, Nakamura T, et al.: "Lack of association between osteophyte and disc degeneration in postmenopausa Japanese women with back pain."Bone. 32・4. 405-411 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Uchida S, Sakai A, Nakamura T, et al.: "Vascular endothelial growth factor is expressed along with its receptors durin the healing process of bone and bone marrow after drill-hole injury in rats."Bone. 32・5. 491-501 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Masuyama R, Sakai A, Nakamura T, et al.: "Dietary calcium and phosphorus ratio regulates bone mineralization and turnove in vitamin D receptor knockout mice by affecting intestinal calcium and phosphorus absorption."Journal of Bone and Mineral Research. 18・7. 1217-1226 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Mori T, Sakai A, Nakamura T, et al.: "Climbing exercise increases bone mass and trabecular bone turnover through transient regulation of marrow osteogenic and osteoclastogenic potentials in mice."Journal of Bone and Mineral Research. 18・11. 2002-2009 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Tanaka M, Sakai A, Nakamura T, et al.: "Prostaglandin E_2 receptor (EP4) selective agonist (ONO-4819.CD) accelerates bon repair of femoral cortex after drill-hole injury associated with local upregulation of bone turnover in mature rats."Bone. (in press). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Watanuki M, Sakai A, Nakamura T, et al.: "Role of inducible oxide synthase in skeletal adaptation to acute increases in mechanical loading"J Bone Miner Res. 17・6. 1015-1025 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Notomi T, Nakamura T, et al.: "Effects of tower climbing exercise on bone mass, strength, and turnover in orchidectomized growing rats"J Appl Physiol. 93・3. 1152-1158 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Notomi T, Nakamura T, et al.: "Tower climbing exercise started 3 months after ovariectomy recovers of bone strenth of the femur and lumbar vertebrae in aged osteopenic rats"J Bone Miner Res. 18・1. 140-149 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Okazaki R, Sakai A, Nakamura T, et al.: "Apoptosis and p53 expression in chondrocytes relate to degeneration in articular cartilage of immobilized knee joints"J Rheum. (in press). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Ohishi Y, Narusawa K, Nakamura T, et al.: "Lack of association between osteophyte and disc degeneration in postmenopausal Japanese women with back pain"Bone. (in press). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Uchida S, Sakai A, Nakamura T, et al.: "Vascular endothelial growth factor is expressed along with its receptors during the healing process of bone and bone marrow after drill-hole injury in rats"Bone. (in press).

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Ito M, Nakamura T, et al.: "Effects of lifetime volleyball exercise on bone mineral densities in lumbar spine, calcaneus and tibia for pre-, peri and postmenopausal women"Osteoporosis International. 12. 104-111 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Ikeda S, Nakamura T, et al.: "Effect of trabecular bone contour on ultimate strength of lumbar vertebra after bilateral ovariectomy in rats"Bone. 28・6. 625-633 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Okazaki R, Sakai A, Nakamura T, et al.: "Sequential changes in transforming growth factor (TGF)-β1 receptors in chondrocytes after immobilization of rabbit knees"Journal of Bone and Mineral Metabolism. 19・5. 228-235 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Sakai A, Nakamura T, et al.: "1α-Hydroxyvitamin D3 suppresses trabecular bone resorption by inhibiting osteoclastogenic potential in bone marrow cells after ovariectomy in mice"Journal of Bone and Mineral Metabolism. 19・5. 277-286 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Sakai A, Okazaki R, Nakamura T, et al.: "Disruption of the p53 gene results in preserved trabecular bone mass and bone formation after mechanical unloading"Journal of Bone and Mineral Research. 17. 119-127 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Uchida S,Nakamura T et al.,: "Transient Expression of activin beta A mRNA on Osteoprogenitor Cells in Rat Bone Regeneration After Drill-Hole Injury"Bone. Vol27.No.1. 81-90 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Masuyama R,Turukami H,Nakamura T et al.,: "Dietary Phosphorus restriction reverse the impaired bone mineralization in vitamin D receptor knockout mice"Endocrinology. Vol142.No.1. 494-497 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Notomi T,Nakamura T et al.,: "A comparison of resistance and aerobic training for mass, strength and turnover of bone in growing rats"Eur J Appl Physiol. 83. 469-474 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Notomi T,Nakamura T: "Effects of Tower Climbing Exercise on Bone Mass, Strength, and Turnover in Growing Rats."Journal of Bone and Mineral Research. Vol16.No.1. 166-174 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2018-03-28  

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