骨透明化技術の開発と神経－血管ネットワークに着目した骨代謝異常疾患の病態解明

• 研究課題/領域番号: 19H03777
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分56020:整形外科学関連
• 研究機関: 東京医科歯科大学
• 研究代表者: 佐藤 信吾 東京医科歯科大学, 医学部附属病院, 講師 (40462220)
• 研究分担者: 越智 広樹 国立障害者リハビリテーションセンター(研究所), 研究所 運動機能系障害研究部, 研究員 (30582283)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2021年度)
• 配分額: 17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円); 2021年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2020年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2019年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
• キーワード: 整形外科 / 組織透明化技術 / 骨代謝 / 臓器間ネットワーク

研究開始時の研究の概要

本研究は、筋骨格系の透明化技術や３次元イメージングといった最先端技術を駆使し、筋骨格系の多様な細胞どうしの相互作用を、これまであまり着目されてこなかった「神経-血管ネットワーク」との相関という新たな観点から明らかにするものである。また、メカニカルストレスの変化や骨代謝異常疾患の進行が、筋骨格系の神経-血管ネットワークに与える影響を明らかにすることで、神経-血管ネットワークによる筋骨格系の恒常性維持機構の解明を目指す。

研究成果の概要

本研究では、筋骨格系組織の透明化技術や３次元イメージングといった最先端技術を駆使し、筋骨格系組織における神経-血管ネットワークの可視化に成功した。また、得られた３次元解析データをもとに、神経・血管の量を定量化する独自の手法も開発した。さらに、メカニカルストレスが筋骨格系の恒常性維持に与える影響を神経-血管ネットワークの視点から明らかにするとともに、様々な骨代謝異常疾患の病態解析に骨透明化技術を応用した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

不動性骨粗鬆症、閉経後骨粗鬆症、骨折、がんの骨転移などの筋骨格系疾患の病態解析に、研究代表者らが開発した骨透明化技術を応用し、これらの疾患における神経-血管ネットワークの病態生理学的意義を明らかにできれば、神経・血管系を標的とした筋骨格系疾患の新たな治療法の開発に繋がることが期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Mechanical load regulates bone growth via periosteal Osteocrin (2021)
  • 著者名/発表者名: Watanabe-Takano H., Ochi H., Chiba A., Matsuo A., Kanai Y., Fukuhara S., Ito N., Sako K., Miyazaki T., Tainaka K., Harada I., Sato S., Sawada Y., Minamino N., Takeda S., Ueda H.R., Yasoda A., Mochizuki N.
  • 雑誌名: Cell Reports 巻: 36 号: 2 ページ: 109380-109380
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2021.109380
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] A novel PAI-1 inhibitor prevents ageing-related muscle fiber atrophy. (2021)
  • 著者名/発表者名: Aihemaiti A, Yamamoto N, Piao J, Oyaizu T, Ochi H, Sato S, Okawa A, Miyata T, Tsuji K, Ezura Y, Asou Y.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun. 巻: 534 ページ: 849-856
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2020.10.089
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Cyclin-Dependent Kinase 1 Is Essential for Muscle Regeneration and Overload Muscle Fiber Hypertrophy (2020)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi Yutaka、Tanaka Tomoyuki、Mulati Mieradilli、Ochi Hiroki、Sato Shingo、Kaldis Philipp、Yoshii Toshitaka、Okawa Atsushi、Inose Hiroyuki
  • 雑誌名: Frontiers in Cell and Developmental Biology 巻: 8 ページ: 1-14
  • DOI: 10.3389/fcell.2020.564581
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Identification of a Novel MAN1A1-ROS1 Fusion Gene Through mRNA-based Screening for Tyrosine Kinase Gene Aberrations in a Patient with Leiomyosarcoma (2020)
  • 著者名/発表者名: Suehara Y, Kohsaka S, Hayashi T, Akaike K, Kurisaki-Arakawa A, Sato S, Kobayashi E, Mizuno S, Ueno T, Morii T, Okuma T, Kurihara T, Hasegawa N, Sano K, Sasa K, Okubo T, Kim Y, Mano H, Saito T
  • 雑誌名: Clin Orthop Relat Res 巻: － 号: 4 ページ: 838-852
  • DOI: 10.1097/corr.0000000000001548
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Incidence of atypical femoral fractures in the treatment of bone metastasis: An alert report (2020)
  • 著者名/発表者名: Kaku Takumi、Oh Yoto、Sato Shingo、Koyanagi Hirotaka、Hirai Takashi、Yuasa Masato、Yoshii Toshitaka、Nakagawa Tsuyoshi、Miyake Satoshi、Okawa Atsushi
  • 雑誌名: Journal of Bone Oncology 巻: 23 ページ: 100301-100301
  • DOI: 10.1016/j.jbo.2020.100301
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Surgical stabilization of spinal metastasis in diffuse idiopathic skeletal hyperostosis (“Mets-on-DISH”) (2020)
  • 著者名/発表者名: Kawabata Atsuyuki、Hirai Takashi、Tohara Ryo、Yuasa Masato、Inose Hiroyuki、Koyanagi Hirotaka、Sato Shingo、Utagawa Kurando、Hashimoto Jun、Okawa Atsushi、Yoshii Toshitaka
  • 雑誌名: Medicine 巻: 99 号: 22 ページ: e20397-e20397
  • DOI: 10.1097/md.0000000000020397
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] ひとりじゃない、チームで行う骨転移診療 (2020)
  • 著者名/発表者名: 佐藤信吾
  • 雑誌名: Bone Joint Nerve 巻: 10 ページ: 397-403
• [雑誌論文] The long noncoding RNA Crnde regulates osteoblast proliferation through the Wnt/β-catenin signaling pathway in mice. (2020)
  • 著者名/発表者名: Mieradili Mulati,Toshitaka Yoshii, Atsushi Okawa, Hiroyuki Inose
  • 雑誌名: Bone 巻: 130 ページ: 115076-115076
  • DOI: 10.1016/j.bone.2019.115076
  • 査読あり
• [雑誌論文] The L-type amino acid transporter LAT1 inhibits osteoclastogenesis and maintains bone homeostasis through the mTORC1 pathway (2019)
  • 著者名/発表者名: Ozaki Kakeru、Yamada Takanori、Horie Tetsuhiro、Ishizaki Atsushi、Hiraiwa Manami、Iezaki Takashi、Park Gyujin、Fukasawa Kazuya、Kamada Hikari、Tokumura Kazuya、Motono Mei、Kaneda Katsuyuki、Ogawa Kazuma、Ochi Hiroki、Sato Shingo、Kobayashi Yasuhiro、Shi Yun-Bo、Taylor Peter M.、Hinoi Eiichi
  • 雑誌名: Science Signaling 巻: 12 号: 589 ページ: 589-589
  • DOI: 10.1126/scisignal.aaw3921
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Pericytes as a Source of Osteogenic Cells in Bone Fracture Healing (2019)
  • 著者名/発表者名: Supakul Sopak、Yao Kenta、Ochi Hiroki、Shimada Tomohito、Hashimoto Kyoko、Sunamura Satoko、Mabuchi Yo、Tanaka Miwa、Akazawa Chihiro、Nakamura Takuro、Okawa Atsushi、Takeda Shu、Sato Shingo
  • 雑誌名: International Journal of Molecular Sciences 巻: 20 号: 5 ページ: 1079-1079
  • DOI: 10.3390/ijms20051079
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 骨転移とマイクロRNA (2019)
  • 著者名/発表者名: 佐藤信吾
  • 雑誌名: BIO Clinica 巻: 34 ページ: 28-32
• [雑誌論文] ペリサイト（血管周皮細胞）は多分化能を有し骨折治癒に貢献する (2019)
  • 著者名/発表者名: 佐藤信吾
  • 雑誌名: 臨床雑誌整形外科 巻: 70 ページ: 788-788
• [学会発表] 骨透明化技術の開発による骨内神経の３次元構造の可視化と除神経による骨恒常性変化の観察 (2021)
  • 著者名/発表者名: 佐藤信吾、秦宇英、歌川蔵人、越智広樹、大川淳
  • 学会等名: 第39回日本骨代謝学会学術集会
• [学会発表] 骨を透明にする技術の開発と宇宙実験への応用 (2021)
  • 著者名/発表者名: 佐藤信吾、秦宇英、歌川蔵人、越智広樹、砂村聡子、海野愛子、三宅智、大川淳
  • 学会等名: 第19回関東骨軟部腫瘍の基礎を語る会
  • 招待講演
• [学会発表] Early diagnosis and early treatment for bone metastasis by in-hospital multi-disciplinary treatment approach (2021)
  • 著者名/発表者名: 7.Shingo Sato, Hirotaka Koyanagi, Takashi Hirai, Masato Yuasa, Satoshi Miyake, Atsushi Okawa
  • 学会等名: Asia Pacific Musculoskeletal Tumor Society (APMSTS) 2021
  • 国際学会
• [学会発表] 多職種協働でがんロコモを防ぐ ～がん患者が最後まで「動ける」を目指した緩和ケアの実践～. (2020)
  • 著者名/発表者名: 佐藤信吾、酒井朋子、岡安健、野里洵子、入山哲次、高橋萌々子、岡梨津子、本松裕子、三宅智
  • 学会等名: 緩和・支持・心のケア合同学術大会
• [学会発表] デノスマブが支える運動器の健康 ～直ちに骨を守る行動を！～ (2020)
  • 著者名/発表者名: 佐藤信吾
  • 学会等名: 第60回関東整形災害外科学会
  • 招待講演
• [学会発表] TES施行後、隣接椎体の骨転移による歩行障害が出現し、その治療に難渋した症例 (2020)
  • 著者名/発表者名: 佐藤信吾、平井高志、吉井俊貴、小柳広高、阿江啓介、湯浅将人、三宅智、大川淳
  • 学会等名: 第53回日本整形外科学会骨軟部腫瘍学術集会
• [学会発表] 緩和ケアにおける整形外科医の意義を考える ～がん患者が最後まで「動ける」を目指した緩和ケアの実践～ (2020)
  • 著者名/発表者名: 佐藤信吾、小柳広高、平井高志、湯浅将人、酒井朋子、三宅智、大川淳
  • 学会等名: 第53回日本整形外科学会骨軟部腫瘍学術集会
• [学会発表] 骨転移キャンサーボードで示すがん診療における整形外科医の存在意義 (2020)
  • 著者名/発表者名: 佐藤信吾、小柳広高、平井高志、湯浅将人、本橋正隆、大川淳
  • 学会等名: 第69回東日本整形災害外科学会
  • 招待講演
• [学会発表] 骨転移におけるがん細胞と骨の細胞とのコミュニケーション (2020)
  • 著者名/発表者名: 佐藤信吾、橋本恭子、越智広樹、大川淳、三宅智
  • 学会等名: 第125回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] 骨細胞の長鎖ノンコーディングRNAによる骨代謝制御機構の解明 (2019)
  • 著者名/発表者名: 佐藤信吾、荒井誠、越智広樹、砂村聡子、竹田秀、大川淳
  • 学会等名: 第34回日本整形外科学会基礎学術集会
• [学会発表] ペリサイト（血管周皮細胞）は多分化能を有し骨折治癒に貢献する (2019)
  • 著者名/発表者名: 佐藤信吾、Supakul Sopak、八尾健太、越智広樹、橋本恭子、砂村聡子、竹田秀、大川淳
  • 学会等名: 第37回日本骨代謝学会学術集会
• [図書] チーム医療のためのがんロコモハンドブック (2021)
  • 著者名/発表者名: 佐藤信吾（共同執筆）
  • 総ページ数: 535
  • 出版者: 総合医学社