新規シグナル分子8-ニトロ-cGMPの骨リモデリングとその破綻における機能の解明

• 研究課題/領域番号: 18K09513
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分57010:常態系口腔科学関連
• 研究機関: 昭和大学
• 研究代表者: 宮本 洋一 昭和大学, 歯学部, 准教授 (20295132)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: 骨リモデリング / 破骨細胞 / 骨芽細胞 / 一酸化窒素 / 活性酸素種 / 8-nitro-cGMP / 活性硫黄分子種 / 酸化ストレス / 活性イオウ分子種 / 骨細胞 / 骨形成 / 骨吸収 / 8-ニトロ-cGMP

研究成果の概要

骨の形態と強度は、破骨細胞による骨吸収と骨芽細胞による骨形成からなる骨リモデリングにより維持される。一酸化窒素(NO)と活性酸素種(ROS)の骨吸収・骨形成における役割には不明な点が多い。本研究では、NOとROSの下流シグナル分子として発見された8-ニトロ-cGMPの骨リモデリングにおける役割を明らかにするために、破骨細胞、骨芽細胞および骨細胞における同物質の生成および機能を解析した。破骨細胞、骨芽細胞および骨細胞は8-ニトロ-cGMPを生成した。8-ニトロ-cGMPは、破骨細胞分化を抑制し、骨芽細胞による石灰化を抑制したことから、骨リモデリングを骨吸収優位にするシグナル分子と考えられた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

8-ニトロ-cGMPが骨吸収を促進し、骨形成を抑制することが示唆された。生体内での8-nitro-cGMPの生成経路、シグナル伝達様式および不活性化経路は、すでに明らかになっている。骨粗鬆症では、骨吸収が骨形成に対して優位になることで骨量が減少する。8-ニトロ-cGMPの生成を抑制あるいは不活性化を促進することで、骨吸収を抑制し、骨形成を促進できれば、骨粗鬆症の病態を改善できる可能性がある。

研究成果

• [雑誌論文] Zoledronate promotes inflammatory cytokine expression in human CD14-positive monocytes among peripheral mononuclear cells in the presence of γδ T cells. (2021)
  • 著者名/発表者名: Takimoto R, Suzawa T, Yamada A, Sasa K, Miyamoto Y, Yoshimura K, Sasama Y, Tanaka M, Kinoshita M, Ikezaki K, Ichikawa M, Yamamoto M, Shirota T, Kamijo R
  • 雑誌名: Immunology 巻: 162(3) 号: 3 ページ: 306-313
  • DOI: 10.1111/imm.13283
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Functional analysis of PTH1R variants found in primary failure of eruption. (2020)
  • 著者名/発表者名: Izumida E, Suzawa T, Miyamoto Y, Yamada A, Takimoto R, Otsu M, Saito T, Yamaguchi T, Nishimura K, Ohtaka M, Nakanishi M, Yoshimura K, Sasa K, Takimoto R, Uyama R, Shirota T, Maki K, Kamijo R.
  • 雑誌名: Journal of Dental Research 巻: 99 号: 4 ページ: 429-436
  • DOI: 10.1177/0022034520901731
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] モノカルボン酸トランスポーターによる骨・軟骨代謝の調節 (2020)
  • 著者名/発表者名: 笹清人，吉村健太郎，宮本洋一，上條竜太郎
  • 雑誌名: 口腔組織培養学会誌 巻: 29 ページ: 49-56
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lipopolysaccharide (LPS) Inhibits Ectopic Bone Formation Induced by Bone Morphogenetic Protein-2 and TGF-β1 through IL-1β Production. (2020)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto A, Takami M, Urano E, Nakamachi T, Yoshimura K, YamadaA, Suzawa T, Miyamoto Y, Baba K, Kamijo R.
  • 雑誌名: Journal of Oral Biosciences 巻: 62 号: 1 ページ: 44-51
  • DOI: 10.1016/j.job.2020.01.004
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Possible involvement of elastase in enhanced osteoclast differentiation by neutrophils through degradation of osteoprotegerin. (2020)
  • 著者名/発表者名: Sugisaki R, Miyamoto Y, Yoshimura K, Sasa K, Kaneko K, Tanaka M, Itose M, Inoue S, Baba K, Shirota T, Chikazu D, Kamijo R
  • 雑誌名: Bone 巻: 132 ページ: 115216-115216
  • DOI: 10.1016/j.bone.2019.115216
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Roles of monocarboxylate transporter subtypes in promotion and suppression of osteoclast differentiation and survival on bone. (2019)
  • 著者名/発表者名: Imai H, Yoshimura K, Miyamoto Y, Sasa K, Sugano M, Chatani M, Takami M, Yamamoto M, Kamijo R
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 9 号: 1 ページ: 15608-15608
  • DOI: 10.1038/s41598-019-52128-2
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Immunotherapy for malignant tumors with focus on toll-like receptors. (2019)
  • 著者名/発表者名: Manome Y, Suzuki D, Nishida R, Yamada A, Miyamoto Y, Funatsu T, Kamijo R
  • 雑誌名: Oral Sci Int 巻: 16 号: 1 ページ: 3-7
  • DOI: 10.1002/osi2.1011
  • 査読あり
• [雑誌論文] Production of 8-nitro-cGMP in osteocytic cells and its upregulation by parathyroid hormone and prostaglandin E2. (2019)
  • 著者名/発表者名: Nagayama K, Miyamoto Y, Kaneko K, Yoshimura K, Sasa K, Akaike T, Fujii S, Izumida E, Uyama R, Chikazu D, Maki K, Kamijo R.
  • 雑誌名: In Vitro Cell Dev Biol Anim 巻: 55 号: 1 ページ: 45-51
  • DOI: 10.1007/s11626-018-0304-0
  • 査読あり
• [雑誌論文] 8-Nitro-cGMP is a promoter of osteoclast differentiation induced by RANKL (2018)
  • 著者名/発表者名: Kaneko K.、Miyamoto Y.、Tsukuura R.、Sasa K.、Akaike T.、Fujii S.、Yoshimura K.、Nagayama K.、Hoshino M.、Inoue S.、Maki K.、Baba K.、Chikazu D.、Kamijo R.
  • 雑誌名: Nitric Oxide 巻: 72 ページ: 46-51
  • DOI: 10.1016/j.niox.2017.11.006
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 骨粗鬆症の酸化ストレス病態． (2018)
  • 著者名/発表者名: 宮本 洋一，金子 児太郎，上條 竜太郎
  • 雑誌名: 実験医学 巻: 36 ページ: 837-842
  • 査読あり
• [学会発表] モノカルボン酸トランスポーター1は骨芽細胞分化の負の調節因子p53の抑制を介して骨芽細胞分化を促進する. (2020)
  • 著者名/発表者名: 笹清人, 吉村健太郎, 宮本洋一, 上條竜太郎
  • 学会等名: 第62回 歯科基礎医学会学術大会
• [学会発表] ゾレドロン酸による末梢血単球の破骨細胞分化抑制． (2020)
  • 著者名/発表者名: 瀧本玲子，田中元博，山田 篤，宮本洋一，笹 清人，須澤徹夫，吉村健太郎，高見正道，代田達夫，上條竜太郎
  • 学会等名: 第62回 歯科基礎医学会学術大会
• [学会発表] パースルフィドと硫黄呼吸による骨発育機構の発見． (2020)
  • 著者名/発表者名: 宮本洋一
  • 学会等名: 第20回 日本NO学会学術集会
• [学会発表] 破骨細胞の分化は活性イオウ分子種によって促進される． (2020)
  • 著者名/発表者名: 杉崎リサ，宮本洋一，赤池孝章，守田匡伸，近津大地，上條竜太郎
  • 学会等名: 第73回 日本酸化ストレス学会学術集会
• [学会発表] 好中球の破骨細胞分化促進作用にエラスターゼによるオステオプロテゲリン分解が関与する． (2020)
  • 著者名/発表者名: 杉崎リサ，宮本洋一，近津大地，上條竜太郎
  • 学会等名: 第38回 日本骨代謝学会学術集会
• [学会発表] ゾレドロン酸による末梢血単球の破骨細胞分化抑制． (2020)
  • 著者名/発表者名: 瀧本玲子，笹 清人，山田 篤，宮本洋一，吉村健太郎，代田達夫，上條竜太郎
  • 学会等名: 第38回 日本骨代謝学会学術集会
• [学会発表] 炎症性軟骨細胞死は酸素分圧に依存したモノカルボン酸トランスポーター1の発現を必要とする． (2020)
  • 著者名/発表者名: 田中元博，宮本洋一，吉村健太郎，笹 清人，池﨑かおり，代田達夫，上條竜太郎
  • 学会等名: 第67回 昭和大学学士会総会
• [学会発表] Possible involvement of elastase differentiation of osteoclasts by neutrophils through degradation of osteoprotegerin. (2020)
  • 著者名/発表者名: Sugisaki R, Miyamoto Y, Chikazu D, Kamijo R
  • 学会等名: ASBMR (The American Society for Bone and Mineral Research) 2020 Annual Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Oxygen tension-dependent expression of monocarboxylate transporter-1 is a prerequisite event for oxidative death of chondrogenic ATDC5 cells induced by interleukin-1β. (2020)
  • 著者名/発表者名: Tanaka M, Miyamoto Y, Yoshimura K, Sasa K, Ikezaki K, Shirota T, Kamijo R
  • 学会等名: 第68回 国際歯科研究学会日本部会（JADR）総会・学術大会
  • 国際学会
• [学会発表] Respiration using hydrogen sulfide promotes chondrocyte proliferation and bone growth. (2019)
  • 著者名/発表者名: Sasama Y, Yoshimura K, Miyamoto Y, Sasa K, Akaike T, Morita M, Matsunaga T, Shirota T, Kamijo R
  • 学会等名: 第67回国際歯科研究学会日本部会総会・学術大会
  • 国際学会
• [学会発表] Gelated ozone suppresses osteoclast differentiation and periodontal bone loss. (2019)
  • 著者名/発表者名: Oshio A, Miyamoto Y, Sasa K, Yamada A, Yoshimura K, Kamijo R
  • 学会等名: 第67回国際歯科研究学会日本部会総会・学術大会
  • 国際学会
• [学会発表] Promotion of osteoclast differentiation by reactive sulfur species. (2019)
  • 著者名/発表者名: Miyamoto Y, Tsukuura R, Akaike T, Morita M, Chikazu D, Kamijo R
  • 学会等名: 1st International Conference on persulfide and sulfur metabolism in biology and medicine.
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 破骨細胞分化は活性イオウ分子種によって促進される (2019)
  • 著者名/発表者名: 杉崎リサ、宮本洋一、赤池孝章、近津大地、上條竜太郎
  • 学会等名: 第19回 日本NO学会学術集会
• [学会発表] 8-NO2-cGMPによる骨芽細胞分化の抑制と破骨細胞分化の促進 (2019)
  • 著者名/発表者名: 金子児太郎、宮本洋一、赤池孝章、杉崎リサ、小川 隆、近津大地、上條竜太郎
  • 学会等名: 第19回 日本NO学会学術集会
• [学会発表] 原発性萌出不全特異的iPS細胞を用いた同疾患発症機序の解明 (2019)
  • 著者名/発表者名: 泉田恵理、須澤徹夫、山口徹太郎、宮本洋一、上條竜太郎、槇 宏太郎
  • 学会等名: 第29回 日本顎変形症学会総会・学術大会
• [学会発表] 歯周病性骨破壊に対するオゾンジェルの効果 (2019)
  • 著者名/発表者名: 吉村健太郎、宮本洋一、笹清人、 山田篤、茶谷昌宏、高見正道、上條竜太郎
  • 学会等名: 第2回 オゾン医療・審美学会総会・学術大会
  • 招待講演
• [学会発表] ビスホスホネートのヒト末梢血単核細胞に対する作用の解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 瀧本 玲子、宮本 洋一、山田 篤、須澤 徹夫、笹 清人、上條 竜太郎、代田 達夫
  • 学会等名: 第65回 昭和大学学士会総会
• [学会発表] 破骨細胞におけるモノカルボン酸トランスポーター(MCT)の役割について (2019)
  • 著者名/発表者名: 今井 裕子、吉村 健太郎、宮本 洋一、茶谷 昌宏、高見 正道、上條 竜太郎、山本 松男
  • 学会等名: 第65回 昭和大学学士会総会
• [学会発表] レドックス・シグナルによる骨リモデリングの調節 - 8-Nitro-cGMPによる破骨細胞分化促進と骨芽細胞分化抑制 -． (2018)
  • 著者名/発表者名: 金子児太郎、宮本洋一、杉崎リサ、宇山理紗、赤池孝章、小川隆、近津大地、上條竜太郎
  • 学会等名: 第33回日本酸化ストレス学会関東支部会
  • 招待講演
• [学会発表] 新規シグナル分子8-ニトロ-cGMPは骨の成長を促進した． (2018)
  • 著者名/発表者名: 片岡真理江、宮本洋一、金子児太郎、赤池孝章、近津大地、馬場一美、上條竜太郎
  • 学会等名: 第33回日本酸化ストレス学会関東支部会
• [学会発表] 活性イオウ分子種は破骨細胞分化を促進する． (2018)
  • 著者名/発表者名: 杉崎リサ、宮本洋一、笹清人、吉村健太郎、山田篤、宇山理紗、須澤徹夫、近津大地、赤池孝章、上條竜太郎
  • 学会等名: 第33回日本酸化ストレス学会関東支部会
• [学会発表] 骨細胞様細胞における8-nitro-cGMPの生成と機能． (2018)
  • 著者名/発表者名: 長山和弘、宮本洋一、吉村健太郎、赤池孝章、藤井重元、上條竜太郎
  • 学会等名: 第77回日本矯正歯科学会学術大会
• [備考] 昭和大学歯学部口腔生化学講座
  • URL: http://www10.showa-u.ac.jp/~oralbio/
• [備考] Department of Biochemistry
  • URL: http://www10.showa-u.ac.jp/~oralbio/index-e.html
• [備考] 昭和大学歯学部 口腔生化学講座
  • URL: http://www10.showa-u.ac.jp/~oralbio/index.html
• [備考] 昭和大学h歯学部口腔生化学講座
  • URL: http://www10.showa-u.ac.jp/~oralbio/