荷重の増減による間葉系幹細胞から骨・血管・脂肪への分化調節機構の解明とその制御

• 研究課題/領域番号: 22390295
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 整形外科学
• 研究機関: 産業医科大学
• 研究代表者: 酒井 昭典 産業医科大学, 医学部, 教授 (90248576)
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円); 2013年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2012年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2011年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2010年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
• キーワード: 荷重 / 非荷重 / 骨芽細胞 / 血管内皮細胞 / 脂肪細胞 / 未分化間葉系幹細胞 / 骨髄細胞 / 副甲状腺ホルモン受容体 / 海綿骨 / 皮質骨 / p21 / PTH/PTHrP受容体 / アルデヒド脱水素酵素 / 骨膜 / 副甲状腺ホルモン / CFU-f / オイルレッドO / 骨形成 / CD38 / CD31 / 間葉系幹細胞 / wnt / PECAM-1

研究概要

荷重を負荷したマウスと尾部懸垂により後肢を非荷重にしたマウスを用いて実験を行った。荷重負荷により、副甲状腺ホルモン受容体を介したシグナルが、未分化間葉系幹細胞から骨芽細胞への分化を促進し、脂肪細胞への分化を抑制することを明らかにした。外骨膜性骨形成が亢進し、皮質骨外径が拡大するためには、このシグナルの亢進が必要であることを示した。一方、非荷重状態では、骨髄細胞におけるCD31とその受容体CD38の発現が低下し、非荷重後の再荷重によりこれらは正常荷重レベルに回復した。骨芽細胞とCD38陽性骨髄細胞の共培養実験の結果から、骨芽細胞分化には血管系因子が必要であることを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] 骨粗鬆症患者において他のビスホスホネート製剤からミノドロン酸水和物月1回製剤へ変更後の腰椎骨密度増加に関連する背景因子の検討 (2014)
  • 著者名/発表者名: 酒井昭典、ほか
  • 雑誌名: Osteoporosis Japan 巻: 22 ページ: 102-103
• [雑誌論文] A comparative study of the effects of daily minodronate and weekly alendronate on upper gastrointestinal symptoms, bone resorption, and back pain in postmenopausal osteoporosis patients. (2013)
  • 著者名/発表者名: Yoshioka T, Sakai A, et al.
  • 雑誌名: J Bone Miner Metab 巻: 31 号: 2 ページ: 153-160
  • DOI: 10.1007/s00774-012-0393-x
  • NAID: 10031168850
  • 査読あり
• [雑誌論文] Why not use your own body weight to prevent falls? A randomized, controlled trial of balance therapy to prevent falls and fractures forelderly people who can stand on one leg for <15 s. (2013)
  • 著者名/発表者名: Sakamoto K, Sakai A, et al.
  • 雑誌名: J Orthop Sci 巻: 18 号: 1 ページ: 110-120
  • DOI: 10.1007/s00776-012-0328-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Disruption of aldehyde dehydrogenase 2 gene results in altered cortical bone structure and ibcreased cortical bone mineral density in the femoral diaphysis of mice. (2013)
  • 著者名/発表者名: Tsuchiya T, Nakamura T, et al.
  • 雑誌名: Bone 巻: 53 号: 2 ページ: 358-368
  • DOI: 10.1016/j.bone.2012.12.049
  • 査読あり
• [雑誌論文] Isolation and characterization of human mesenchymal stem cells derived from shoulder tissues involved in rotator cuff tears. (2013)
  • 著者名/発表者名: Utsunomiya H, Nakamura T, et al.
  • 雑誌名: Am J Sports Med 巻: 41 号: 3 ページ: 657-668
  • DOI: 10.1177/0363546512473269
  • 査読あり
• [雑誌論文] メカニカルストレスとWntシグナル (2013)
  • 著者名/発表者名: 酒井昭典、ほか
  • 雑誌名: Clinical Calcium 巻: 23 ページ: 53-59
• [雑誌論文] ビスホスホネート製剤の現況 (2013)
  • 著者名/発表者名: 酒井昭典、ほか
  • 雑誌名: 医薬ジャーナル 巻: 49 ページ: 873-878
• [雑誌論文] テリパラチド (2013)
  • 著者名/発表者名: 酒井昭典
  • 雑誌名: Rheumatology Clinical Research 巻: 2 ページ: 59-62
• [雑誌論文] ビスホスホネート月1回製剤をめぐって (2013)
  • 著者名/発表者名: 酒井昭典
  • 雑誌名: Clinic Magazine 巻: 531 ページ: 20-22
• [雑誌論文] 骨粗鬆症の骨量減少防止とカルシトニン -不動性骨粗鬆症、骨粗鬆症性骨折- (2013)
  • 著者名/発表者名: 酒井昭典
  • 雑誌名: 医薬ジャーナル 巻: 49 ページ: 169-174
• [雑誌論文] メカニカルストレスの骨細胞による感知とWnt シグナル (2012)
  • 著者名/発表者名: 酒井昭典
  • 雑誌名: Clin Calcium 巻: 22(DOI: CliCa121218291835) ページ: 1829-1835
  • 査読あり
• [雑誌論文] 抗スクレロスチン抗体の骨形成促進作用と臨床への期待 (2012)
  • 著者名/発表者名: 酒井昭典
  • 雑誌名: 整形・災害外科 巻: 55 ページ: 185-189
• [雑誌論文] テリパラチド治療における骨吸収抑制剤の役割 (2012)
  • 著者名/発表者名: 酒井昭典
  • 雑誌名: MEDICINAL 巻: 2 ページ: 109-113
• [雑誌論文] PTH製剤（特集：骨粗鬆症治療薬のupdate） (2012)
  • 著者名/発表者名: 酒井昭典
  • 雑誌名: 骨粗鬆症治療 巻: 11 ページ: 184-189
  • NAID: 40019452728
• [雑誌論文] メカニカルストレスの骨細胞による感知とWntシグナル (2012)
  • 著者名/発表者名: 酒井昭典
  • 雑誌名: Clin Calcium 巻: 22 ページ: 1829-1835
• [雑誌論文] Reduced bone formation in alcohol-induced osteopenia is associated with elevated p21 expression in bone marrow cells in aldehyde dehydrogenase 2-disrupted mice (2011)
  • 著者名/発表者名: Shimizu Y, et al
  • 雑誌名: Bone 巻: 48 号: 5 ページ: 1075-1086
  • DOI: 10.1016/j.bone.2011.01.008
  • 査読あり
• [雑誌論文] 不動・非荷重モデル (2011)
  • 著者名/発表者名: 酒井昭典
  • 雑誌名: Clinical Calcium 巻: 21 ページ: 181-188
• [雑誌論文] 骨組織に対する荷重の影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 酒井昭典
  • 雑誌名: Clinical Calcium 巻: 21 ページ: 569-574
• [雑誌論文] Unipedal standing exercise and hip bone mineral density in postmenopausal women : a randomized controlled trial (2010)
  • 著者名/発表者名: Sakai A, et al
  • 雑誌名: J Bone Miner Metab 巻: 28 号: 1 ページ: 42-48
  • DOI: 10.1007/s00774-009-0100-8
  • NAID: 10027206561
  • 査読あり
• [雑誌論文] Shorter unipedal standing time and lower bone mineral density in women with distal radius fractures (2010)
  • 著者名/発表者名: Sakai A, et al
  • 雑誌名: Osteoporos Int 巻: 21 号: 5 ページ: 733-739
  • DOI: 10.1007/s00198-009-0992-0
  • 査読あり
• [雑誌論文] Deficiency of vitamin A delays bone healing process in association with reduced BMP2 expression after drill-hole injury in mice (2010)
  • 著者名/発表者名: Tanaka K, Sakai A, et al
  • 雑誌名: Bone 巻: 47 号: 6 ページ: 11006-1012
  • DOI: 10.1016/j.bone.2010.08.016
  • 査読あり
• [雑誌論文] Unipedal standing exercise and hip bone mineral density in postmenopausal women : arandomized controlled trial. (2010)
  • 著者名/発表者名: Sakai A, et al.
  • 雑誌名: J Bone Miner Metab 巻: 28 ページ: 42-48
  • 査読あり
• [雑誌論文] Shorter unipedal standing time and lower bone mineral density in women with distal radius fractures. (2010)
  • 著者名/発表者名: Sakai A, et al
  • 雑誌名: Osteoporos Int 巻: 21 ページ: 733-739
  • 査読あり
• [雑誌論文] Deficiency of vitamin A delays bone healing process in association with reduced BMP2 expression after drill-hole injury in mice. (2010)
  • 著者名/発表者名: Tanaka K, Sakai A, et al.
  • 雑誌名: Bone 巻: 47 ページ: 1006-1012
  • 査読あり
• [学会発表] 骨粗鬆症患者において他のビスホスホネート製剤からミノドロン酸月1回製剤へ変更後の腰椎骨密度増加に関連する背景因子の検討 (2013)
  • 著者名/発表者名: 酒井昭典, 他
  • 学会等名: 第15回日本骨粗鬆症学会
  • 発表場所: 大阪市(大阪国際会議場)
  • 年月日: 2013-10-12
• [学会発表] 橈骨遠位端骨折の臨床からみた骨粗鬆症治療の問題点と課題 (2013)
  • 著者名/発表者名: 酒井昭典
  • 学会等名: 第15回日本骨粗鬆症学会
  • 発表場所: 大阪市(大阪国際会議場)
  • 年月日: 2013-10-11
• [学会発表] トモシンセシス骨梁解析による海綿骨微細構造の推定-イヌ大腿骨および腰椎での検討- (2013)
  • 著者名/発表者名: 山本淳也, 酒井昭典, 他
  • 学会等名: 第33回日本骨形態計測学会
  • 発表場所: 浜松市(アクトシティ浜松コングレスセンター)
  • 年月日: 2013-07-06
• [学会発表] メカニカルストレスと骨髄細胞分化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 酒井昭典, 他
  • 学会等名: 第33回日本骨形態計測学会
  • 発表場所: 浜松市(アクトシティ浜松コングレスセンター
  • 年月日: 2013-07-05
• [学会発表] 骨粗鬆症の動物モデル (2012)
  • 著者名/発表者名: 酒井昭典
  • 学会等名: 第27回日本整形外科学会基礎学術集会
  • 発表場所: 名古屋市(名古屋国際会議場)
  • 年月日: 2012-10-27
• [学会発表] 骨への力学的負荷の感知とその応答シグナル (2012)
  • 著者名/発表者名: 酒井昭典
  • 学会等名: 第30回日本骨代謝学会学術集会
  • 発表場所: 東京都(京王プラザホテル)
  • 年月日: 2012-10-26
• [学会発表] 骨芽細胞分化と骨形成の分子制御の最新知見 (2012)
  • 著者名/発表者名: 酒井昭典
  • 学会等名: 第27回日本整形外科学会基礎学術集会
  • 発表場所: 名古屋市(名古屋国際会議場)
  • 年月日: 2012-10-26
• [学会発表] 卵巣摘出動物におけるPTH のアナボリック作用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 酒井昭典, 他
  • 学会等名: 第32回日本骨形態計測学会
  • 発表場所: 大阪市(大阪国際会議場)
  • 年月日: 2012-06-08
• [学会発表] 骨粗鬆症治療の新時代-新規テリパラチド製剤週1回投与法と骨形成促進作用- (2012)
  • 著者名/発表者名: 酒井昭典
  • 学会等名: 第85回日本薬理学会年会
  • 発表場所: 京都市(国立京都国際会館)
  • 年月日: 2012-03-15
• [学会発表] Fragility fracture : Risk assessment and prevention (2011)
  • 著者名/発表者名: Sakai A, et al
  • 学会等名: 第13回日本骨粗鬆症学会 3rd Joint Meeting of Japanese Osteoporosis Society and Korean Society of Osteoporosis Symposium
  • 発表場所: 神戸市(神戸国際会議場)
  • 年月日: 2011-11-05
• [学会発表] Fragility fracture : Risk assessment and prevention (2011)
  • 著者名/発表者名: Sakai A, et al
  • 学会等名: 第13回日本骨粗鬆症学会3rd Joint Meeting of Japanese Osteoporosis Society and Korean Society of Osteoporosis Symposium
  • 発表場所: 神戸(神戸国際会議場)(招待講演)
  • 年月日: 2011-11-05
• [学会発表] 非荷重環境下でのTie-2 受容体の発現と局在の変化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 森寺邦晃, 酒井昭典, 他
  • 学会等名: 第28回日本骨代謝学会学術集会
  • 発表場所: 東京都(京王プラザホテル)
  • 年月日: 2010-07-23
• [学会発表] 非荷重環境下でのTie-2受容体の発現と局在の変化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 森寺邦晃、酒井昭典, ほか
  • 学会等名: 第28回日本骨代謝学会学術集会
  • 発表場所: 東京(京王プラザホテル)
  • 年月日: 2010-07-23
• [学会発表] メカニカルストレスと骨髄細胞分化
  • 著者名/発表者名: 酒井昭典、ほか
  • 学会等名: 第33回日本骨形態計測学会
  • 発表場所: 浜松市（アクトシティ浜松コングレスセンター）
• [学会発表] トモシンセシス骨梁解析による海綿骨微細構造の推定 －イヌ大腿骨および腰椎での検討－
  • 著者名/発表者名: 山本淳也、酒井昭典
  • 学会等名: 第33回日本骨形態計測学会
  • 発表場所: 浜松市（アクトシティ浜松コングレスセンター）
• [学会発表] 橈骨遠位端骨折の臨床からみた骨粗鬆症治療の問題点と課題
  • 著者名/発表者名: 酒井昭典
  • 学会等名: 第15回日本骨粗鬆症学会
  • 発表場所: 大阪市（大阪国際会議場）
• [学会発表] 骨粗鬆症患者において他のビスホスホネート製剤からミノドロン酸月1回製剤へ変更後の腰椎骨密度増加に関連する背景因子の検討
  • 著者名/発表者名: 酒井昭典、ほか
  • 学会等名: 第15回日本骨粗鬆症学会
  • 発表場所: 大阪市（大阪国際会議場）
• [学会発表] 卵巣摘出動物におけるPTHのアナボリック作用
  • 著者名/発表者名: 酒井昭典
  • 学会等名: 第32回 日本骨形態計測学会
  • 発表場所: 大阪国際会議場（大阪市）
  • 招待講演
• [学会発表] 骨への力学的負荷の感知とその応答シグナル
  • 著者名/発表者名: 酒井昭典
  • 学会等名: 第30回 日本骨代謝学会学術集会
  • 発表場所: 京王プラザホテル（東京都）
  • 招待講演
• [学会発表] 非定型骨折の疫学、海外での現状
  • 著者名/発表者名: 酒井昭典
  • 学会等名: 第14回 日本骨粗鬆症学会
  • 発表場所: 新潟コンベンションセンター（新潟市）
  • 招待講演
• [学会発表] 骨芽細胞分化と骨形成の分子制御の最新知見
  • 著者名/発表者名: 酒井昭典
  • 学会等名: 第27回 日本整形外科学会基礎学術集会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場（名古屋市）
  • 招待講演
• [学会発表] 骨粗鬆症の動物モデル
  • 著者名/発表者名: 酒井昭典
  • 学会等名: 第27回 日本整形外科学会基礎学術集会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場（名古屋市）
  • 招待講演
• [図書] ファーマナビゲーターPTH 編 (2013)
  • 著者名/発表者名: 酒井昭典
  • 総ページ数: 317
  • 出版者: メディカルレビュー社
• [図書] ファーマナビゲータービスホスホネート編 (2013)
  • 著者名/発表者名: 酒井昭典
  • 総ページ数: 249
  • 出版者: メディカルレビュー社
• [図書] ビスホスホネートエビデンスブック (2013)
  • 著者名/発表者名: 酒井昭典
  • 総ページ数: 383
  • 出版者: 医薬ジャーナル社
• [図書] ファーマナビゲーター PTH編 (2013)
  • 著者名/発表者名: 酒井昭典
  • 総ページ数: 317
  • 出版者: メディカルレビュー社
• [図書] ビスホスホネート エビデンスブック (2013)
  • 著者名/発表者名: 酒井昭典
  • 総ページ数: 383
  • 出版者: 医薬ジャーナル社
• [図書] ファーマナビゲーター活性型ビタミンD3製剤編 (2012)
  • 著者名/発表者名: 酒井昭典
  • 総ページ数: 355
  • 出版者: メディカルレビュー社
• [図書] 骨粗鬆症診療ハンドブック(改訂5版) (2012)
  • 著者名/発表者名: 酒井昭典
  • 総ページ数: 391
  • 出版者: 医薬ジャーナル社
• [図書] 骨粗鬆症診療ハンドブック 改訂5版 (2012)
  • 著者名/発表者名: 酒井昭典
  • 総ページ数: 391
  • 出版者: ビスホスホネート
• [図書] ファーマナビゲーター 活性型ビタミンD3 製剤編 (2012)
  • 著者名/発表者名: 酒井昭典
  • 総ページ数: 355
  • 出版者: 不動性骨粗鬆症
• [図書] Mechanosensing Biology (2011)
  • 著者名/発表者名: Sakai A, Nakamura T
  • 総ページ数: 219
  • 出版者: Springer
• [図書] 整形外科専門医テキスト (2010)
  • 著者名/発表者名: 酒井昭典, 中村利孝
  • 総ページ数: 987
  • 出版者: 南江堂