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遺伝子改変メダカの骨折修復モデルを用いた新たな骨吸収機構の解析

研究課題

研究課題/領域番号 17J11294
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 機能系基礎歯科学
研究機関昭和大学

研究代表者

畔津 佑季  昭和大学, 歯学研究科, 助教

研究期間 (年度) 2017-04-26 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
2019年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2018年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2017年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワードメダカ / 骨折修復 / グルココルチコイド / 破骨細胞 / 骨芽細胞 / in vivoイメージング / ライブイメージング
研究実績の概要

本研究の目的は未知なる骨吸収調節機構の存在を明らかにすることである。申請者は骨に対する生理学的意義が十分に解明されていないグルココルチコイド(GC)に注目し、生きたまま体内の骨や細胞を直接観察できる遺伝子改変メダカを用いてGCが骨代謝に及ぼす影響を解析した。3年度は、骨に対するGCの生理学的作用を検討するために、GC受容体(GR)を機能不全にしたメダカの骨折修復モデルを用いて以下の点について解析を進めた。またその成果は国際誌に掲載された(Azetsu et al., Biomed Pharmacother 2019)。
① 骨折修復におけるGR2の機能解析
メダカは2種類のGR「GR1とGR2」を有し、それぞれが異なる染色体にコードされている。GR2は、GR1と比較してはるかに低い濃度のGCでシグナル伝達できることから、メダカではGR2が主要なGCシグナルを担うと考えられている。申請者はCRISPR-Cas9ゲノム編集技術を用いて全身でGR2を機能不全にしたGR2遺伝子欠損メダカを作製した。このメダカと破骨細胞や骨芽細胞が蛍光タンパク質で標識された遺伝子改変メダカを掛け合わせて骨折の修復過程を観察したところ、骨折部位に動員される破骨細胞と骨芽細胞が約2倍に増加した。この結果は、GR2が生理的に骨折修復における破骨細胞と骨芽細胞の動員を抑制することを示唆しており、細胞動態とGCの関連性について新たな知見を得ることができた。
② GCによる破骨細胞抑制作用経路の検討
GCはGRだけでなくミネラルコルチコイド受容体(MR)とも結合して様々な転写を制御する。GRに対して高い特異性を示し、MRとほとんど結合しないGC製剤デキサメタゾン(DX)をGR2遺伝子欠損メダカに投与すると骨折部位の破骨細胞が減少した。これはDXがGR1を介して破骨細胞の動員を抑制した可能性が高く、GC製剤による破骨細胞への抑制的作用は、主にGRを介したGCシグナルによって生じることが示唆された。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Effects of N-methyl-D-aspartate receptor antagonist MK-801 (dizocilpine) on bone homeostasis in mice2020

    • 著者名/発表者名
      Kiyohara S, Sakai N, Handa K, Yamakawa T, Ishikawa K, Chatani M, Karakawa A, Azetsu Y, Munakata M, Ozeki M, Negishi-Koga T, Takami M
    • 雑誌名

      J Oral Biosci

      巻: - 号: 2 ページ: 131-138

    • DOI

      10.1016/j.job.2020.03.003

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Myelination during fracture healing in vivo in myelin protein zero (p0) transgenic medaka line2020

    • 著者名/発表者名
      Dodo Y, Chatani M, Azetsu Y, Hosonuma M, Karakawa A, Sakai N, Negishi-Koga T, Tsuji M, Inagaki K, Kiuchi Y, Takami M
    • 雑誌名

      Bone

      巻: 133 ページ: 115225-115225

    • DOI

      10.1016/j.bone.2020.115225

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Treatment with synthetic glucocorticoid impairs bone metabolism, as revealed by in vivo imaging of osteoblasts and osteoclasts in medaka fish2019

    • 著者名/発表者名
      Azetsu, Y., Chatani M, Dodo Y, Karakawa A, Sakai N, Negishi-Koga T, Takami M
    • 雑誌名

      Biomed Pharmacother

      巻: 118 ページ: 109101-109101

    • DOI

      10.1016/j.biopha.2019.109101

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] メダカ咽頭歯の制御システム -歯の再生技術への応用を目指して-2018

    • 著者名/発表者名
      茶谷昌宏 畔津佑季 坂井信裕 工藤明 高見正道
    • 雑誌名

      昭和学士会誌 総説

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] メダカのin vivoイメージングシステムを用いた骨代謝におけるグルココルチコイドの機能解析2019

    • 著者名/発表者名
      畔津 佑季,茶谷 昌宏,根岸(古賀)貴子,坂井 信裕,唐川 亜希子,髙見 正道
    • 学会等名
      第37回日本骨代謝学会学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 遺伝子改変メダカを用いたグルココルチコイドの骨代謝制御機構の解析2019

    • 著者名/発表者名
      畔津 佑季,茶谷 昌宏,百々 悠介,髙見 正道
    • 学会等名
      日本宇宙生物科学会第33回大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 宇宙滞在での骨代謝理解に向けたメダカグルココルチコイドの機能解析2019

    • 著者名/発表者名
      畔津 佑季,茶谷 昌宏,百々 悠介,髙見 正道
    • 学会等名
      文部科学省 科学研究費補助金 新学術領域研究「宇宙に生きる」2019年度 第1回全体会議 ポスターセッション
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 骨関連遺伝子改変メダカを用いた,骨代謝・骨折修復プロセスにおけるグルココルチコイドの機能解析2019

    • 著者名/発表者名
      畔津 佑季,茶谷 昌宏,百々 悠介,唐川 亜希子,根岸(古賀) 貴子,坂井 信裕,髙見 正道
    • 学会等名
      第356回昭和大学学士会例会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] メダカのin vivo イメージングシステムを用いた骨代謝に対するグルココルチコイドの作用解析2019

    • 著者名/発表者名
      畔津 佑季,茶谷 昌宏,古賀 貴子,坂井 信裕,唐川 亜希子,髙見 正道
    • 学会等名
      第5回日本骨免疫学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] メダカを用いた骨代謝におけるグルココルチコイドの作用解析2019

    • 著者名/発表者名
      畔津佑季 茶谷昌宏 工藤 明 高見正道
    • 学会等名
      新学術領域研究「宇宙に生きる」2018年度第2回全体会議 技術交流会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 重力が歯と骨の恒常性に及ぼす作用-メダカを用いた加重力実験2018

    • 著者名/発表者名
      茶谷昌宏 三橋あい子 畔津佑季 坂井信裕 工藤 明 高見正道
    • 学会等名
      第347回昭和大学学士会例会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 重力が歯と骨の恒常性に及ぼす作用-メダカを用いた加重力実験2018

    • 著者名/発表者名
      茶谷昌宏 三橋あい子 畔津佑季 坂井信裕 工藤 明 高見正道
    • 学会等名
      第36回日本骨代謝学会学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] トランスジェニックメダカを用いた骨関連重力応答性遺伝子の解析2017

    • 著者名/発表者名
      茶谷昌宏 森本博也 武山和弘 萬徳晃子 畔津佑季 伊藤武彦 谷川直樹 久保田幸治 鈴木ひろみ 内田智子 谷垣文章 白川正輝 高野吉郎 高見正道 工藤明
    • 学会等名
      第2回日本骨免疫学会ウィンターセミナー
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 遺伝子改変メダカを用いた生体内破骨前駆細胞の解析2017

    • 著者名/発表者名
      茶谷昌宏 青野一志 畔津佑季 工藤明 高見正道
    • 学会等名
      昭和大学歯学部 文部科学省私立大学戦略的研究基盤形成支援事業 平成29年度シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Effects of Gravity on Tooth and Bone Homeostasis: Hypergravity Experiments with Medaka Fish2017

    • 著者名/発表者名
      A.MITSUHASHI, M.CHATANI, Y.AZETSU, A.KUDO and M.TAKAMI
    • 学会等名
      第65回国際歯科研究学会日本部会総会・学術大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-05-25   更新日: 2024-03-26  

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