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Wntシグナルによる骨モデリング・リモデリング制御機構の時空間的解析

研究課題

研究課題/領域番号 21K10085
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57060:外科系歯学関連
研究機関東京大学

研究代表者

疋田 温彦  東京大学, 医学部附属病院, 特任教授 (60443397)

研究分担者 阿部 雅修  東京大学, 医学部附属病院, 講師 (10392333)
星 和人  東京大学, 医学部附属病院, 教授 (30344451)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワード骨リモデリング / 骨モデリング / カップリング / Wntシグナリング / イメージング / In vitro系 / In vivo系 / Wntシグナル / Wntシグナル系
研究開始時の研究の概要

骨モデリング・リモデリングin vitro再現系と、Wntシグナル活性検出蛍光プローブを用いて、骨モデリング、骨リモデリングにおけるWntシグナル活性変化を細胞ごとに、時空間的に解析する。さらに、Wntシグナル活性に影響を及ぼす様々な分子や薬剤を投与し、Wntシグナル活性変化と細胞の挙動変化をあわせて解析し、骨モデリング、骨リモデリングにおいて観察される現象とWntシグナル活性との関連を明らかにする。

研究成果の概要

古典的Wntシグナル活性を検出可能な蛍光プローブを作製した。骨モデリングおよびリモデリング過程をin vitroで再現し、2光子顕微鏡を用いた経時的解析を可能とした培養系において、骨形成過程における骨芽細胞形態と基質変化の関係を明らかにし、Wntシグナル刺激による骨芽細胞の再活性化過程を定量解析した。また、骨リモデリング過程において、基質吸収と形成の時空間的関連、すなわちカップリングを定量的に示し、カテプシン阻害によりカップリングが消失することを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では独自の培養系を用いて、骨の恒常性維持において重要とされるWntシグナル活性と骨芽細胞や基質変化の関係を時空間的に明らかにした。また、骨の吸収と形成の関連を解析することは困難であるが、本研究では独自の培養系によりこの現象を捉え、また薬剤投与によりこの現象が影響を受けることを示した。本研究で得られた成果は、骨恒常性維持機構の理解を深め、よりよい骨粗鬆症治療薬の開発につながることが期待される。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2024 2023 2022

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (10件)

  • [雑誌論文] Inhibition of cysteine protease disturbs the topological relationship between bone resorption and formation in vitro2024

    • 著者名/発表者名
      Ono Sayaka、Tsuji Naoki、Sakamoto Tomoaki、Oguchi Shuya、Nakamura Takashi、Hoshi Kazuto、Hikita Atsuhiko
    • 雑誌名

      Journal of Bone and Mineral Metabolism

      巻: 42 号: 2 ページ: 166-184

    • DOI

      10.1007/s00774-023-01489-w

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Spatiotemporal Analysis of Osteoblast Morphology and Wnt Signal-Induced Osteoblast Reactivation during Bone Modeling in Vitro.2022

    • 著者名/発表者名
      Tsuji N, Sakamoto T, Hoshi K, Hikita A.
    • 雑誌名

      JBMR Plus

      巻: 6 号: 11

    • DOI

      10.1002/jbm4.10689

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Quantitative analyses of matrices, osteoblasts, and osteoclasts during bone remodeling using an in vitro system2022

    • 著者名/発表者名
      Oguchi Shuya、Sakamoto Tomoaki、Hoshi Kazuto、Hikita Atsuhiko
    • 雑誌名

      Journal of Bone and Mineral Metabolism

      巻: 41 号: 1 ページ: 3-16

    • DOI

      10.1007/s00774-022-01381-z

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 骨リモデリング再現系での破骨細胞のアポトーシスによるカップリングへの影響2023

    • 著者名/発表者名
      辻 直紀、坂本 朋昭、中村 貴、星 和人、疋田 温彦
    • 学会等名
      第77回NPO法人日本口腔科学会学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 骨モデリング・リモデリングのin vitroイメージング2023

    • 著者名/発表者名
      疋田 温彦
    • 学会等名
      第43回日本骨形態計測学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 骨リモデリング再現系での破骨細胞のアポトーシスによるカップリングへの影響2023

    • 著者名/発表者名
      辻 直紀、坂本 朋昭、中村 貴、星 和人、疋田 温彦
    • 学会等名
      第43回日本骨形態計測学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 骨代謝ネットワークin vitro再現系を用いた骨吸収抑制剤の骨リモデリングに対する 影響の時空間解析2023

    • 著者名/発表者名
      小野 紗也加、坂本 朋昭、小口 修矢、辻 直紀、中村 貴、星 和人、疋田 温彦
    • 学会等名
      第43回日本骨形態計測学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 骨代謝ネットワークin vitro再現系を用いた骨吸収抑制剤の骨リモデリングに対する影響の時空間解析2023

    • 著者名/発表者名
      小野紗也加 小口修矢 辻直紀 中村貴 星和人 疋田温彦
    • 学会等名
      第41回日本骨代謝学会学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Bone nodule形成過程における骨芽細胞形態とWnt Signalによる骨芽細胞の再活性化の時空間的解析2023

    • 著者名/発表者名
      辻 直紀, 星 和人, 疋田 温彦
    • 学会等名
      第41回日本骨代謝学会学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Bone remodeling reconstitution system revealed the engulfment of apoptotic osteoclasts by osteoblasts contributed to osteogenesis.2023

    • 著者名/発表者名
      Naoki Tsuji, Tomoaki Sakamoto, Takashi Nakamura, Kazuto Hoshi, Atsuhiko Hikita
    • 学会等名
      第22回東京大学生命科学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 2光子顕微鏡を用いた骨形成過程における骨芽細胞形態の時空間的解析2022

    • 著者名/発表者名
      辻 直紀, 星 和人, 疋田 温彦
    • 学会等名
      第76回日本口腔科学会学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 骨形成過程における骨芽細胞形態とWnt Signalによる骨芽細胞の再活性化の時空間的解析2022

    • 著者名/発表者名
      辻 直紀, 坂本 朋昭, 星 和人, 疋田 温彦
    • 学会等名
      第42回日本骨形態計測学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 骨芽細胞培養条件と石灰化結節形態の関連についての解析2022

    • 著者名/発表者名
      坂本 朋昭、山脇 孝徳、杉山 円、疋田 温彦、星 和人
    • 学会等名
      第21回日本再生医療学会総会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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